Устройство для определения локальных экстремумов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Л01еАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ, содержащее распределитель импульсов, два регистра , две схемы сравнения, регистры порога и номера канала, счетчик номера канала, причем входы кода выборки исходной функции устройства подключены к установочным входам первого регистра, выходы которого соединены с первой группой входов первой схемы сравнения и с установочными входами второго регистра, выходы которого подключены к второй группе входов первой схемы сравнения и первой группе входов второй схемы сравнения, выходы задания порога устройства соединены с установочными входами регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов второй схемы сравнения, вход запуска устройства подключен к входу запуска распределителя импульсов , пёрвьй, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами разрешения записи первого и второго регистров.и счетным входом счетчика номера канала, выходы разрядов которого соединены с установочными входами регистра номера канала, вькоды которого являются выходами кода номера канала, о т личающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит триггер, элемент И и формирователь переднего фронта импульса, причем выход первой схемы сравнения соеди- . (Л нен с информационным входом триггера , вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу распределителя импульсов, а выход соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второй схемы сравнения, а выход соединен с входом разрешения записи регистра iioMepa канала и вхо9д 1 9) дом формирователя переднего фронта импульса, вьтход которого является выходом наличия экстремума, выход ;о второго регистра является информа4 ционным выходом устройства.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

II М@ВМсъ»

Ф

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3670100/24-24 (22) 05. 12.83 (46) 30.06.85. Бюл. Р 24 (72) А.Н. Мурашко (53) 681. 325. 5(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 534762, кл. G 06 F 7/Об, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1005032, кл.С 06 F 7/06, 1981 (прототип).

"(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ, содержащее распределитель импульсов, два регистра, две схемы сравнения, регистры порога и номера канала, счетчик номера канала, причем входы кода выборки исходной функции устройства падключены к установочным входам первого регистра, выходы которого. соединены с первой группой входов первой схемы сравнения и с установоч» ными входами второго регистра, выходы которого подключены к второй группе входов первой схемы сравнения и первой группе входов второй схемы сравнения, входы задания порога устройства соединены с установочными входами регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов второй схемы сравнения, вход запуска устройства подключен к входу запуска .распределителя импульсов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами разрешения записи первого и второго регистров.и счетным вхо" дом счетчика номера канала, выходы разрядов которого соединены с установочными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами кода номера канала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит триггер, элемент И и формирователь переднего фронта импульса, причем . Я выход первой схемы сравнения соединен с информационным входом триггера, вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу распределителя импульсов, а выход соеди- р нен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второй схемы сравнения, а выход соединен с входом разрешения записи регистра номера канала и входом формирователя переднего фронЭ та импульса, выход которого является выходом наличия экстремума, выход второго регистра является информационным выходом устройства.

1164694

Изобретение относится к автомати«ю и вычислительной технике и может

Жтть использовано в устройствах обработки информации, устройствах распознования образцов, устройствах обработки спектров сложных сигналов.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

1О

Устройство содержит распределитель 1 импульсов, первый регистр 2, схему 3 сравнения, второй регистр 4, триггер 5, схему 6 сравнения, регистр

7 порога, элемент И 8, формирова- . 15 тель переднего фронта импульса 9, регистр 10 номера канала, счетчик номера канала 11, входы кода выборки исходной функции 12 устройства, вход запуска 13 устройства, вход . 20 задания порога 14 устройства, информационные выходы 15 устройства, выход 16 устройства, выходы кода номера канала.17 устройства.

Назначение элементов устройства следующее.

Первый и второй регистры 2 и 4 служат для временного хранения последующей и предыдущей выборок иссле.дуемой функции d и с1; . 30

Схема 3 сравнения служит для сравнения поступающих на вход выборок, причем на выходе схемы 3 сравнения появляется сигнал нулевого потенциала при монотонно возрастающем харак- З5 тере поступающих выборок функции

d,, ) д;, а при убывающем характере— сигнал единичного потенциала. Регистр 7 порога служит для хранения значения кода dÄnoporosoro значения, 40 при непривышении значения которого количество поступающих выборок позволяет исключить последние из канала. связи с системой, производящей вторичную обработку информации. 45

Схема 6 сравнения служит для сравнения кода d„, хранящегося в регистре 7 порога с кодом выборки в регистре 4, причем на выходе второй схемы 6 сравнения сигнал единичного 50 потенциала лишь при условии превышения выборки d в регистре 4 кода порога d> . Триггер 5, элемент И 8, формирователь 9 служат для запоминания монотонного характера изменения выборок функции и момента смены этого характера (например, смены знака производной с положительного на отрицательный). Причем формиро-. ватель 9 запускается лишь по переднему фронту сигнала с выхода элемента И 8 ("0" †"1" ) . Счетчик 11 и регистр 10 адреса служат для формирования кода номера выборки функции, находящейся в регистре 4, и запоминания кода выборки в регистре 10 адреса в момента локального экстремума.

Распределитель 1 импульсов служит для формирования четырех фаз тактовых импульсов ТИ1, ТИ2, ТИЗ, ТИ4 неперекрывающихся во времени, причем генератор. 1 работает в ждущем режиме и запускается по синхросигналам на втором входе 13 устройства и после формирования последнего такта ТИ4 заканчивается формирование серии тактов по этому сигналу на входе 13. Распределитель 1 импульсов может быть выполнен, например, на базе типового многофазного мультивибратора или на базе интегральных схем К155 АГЗ (одновибратор), последовательно включенных одновибраторов таким образом, что окончание формирования выходного импульса на предыдущем вызывает начало формирования тактового импульса на выходе последующего одновибратора. Формирователь 9 может быть выполнен, например, на базе дифференцирующей цепочки или одновибратора (К155АГЗ) (схемы 3 и 6 сравнения могут быть исполнены, например, на базе микросхем К561 ИП2, представ. ляющей 4-разрядную схему сравнения.

Остальные элементы устройства: элемент И, триггер. регистры, счетчик являются типовыми в цифровых интегральных сериях К155, К561 и др.

Входы 12 устройства служат для ввода кода выборок функции. Вход 13 устройства служит для ввода синхронизирующих импульсов от внешнего устройства, сопровождающих поступление на входе 12 устройства выборок исследуемой функции. Входы 14 устройства служат для ввода кода порогового значения d„ для исключения из последующей обработки локальных экстремумов, непревышающих этот порог. Выходы 15 устройства служат . для вывода значения локальных экстремумов, сопровождаемых синхроимпульсами по второму выходу 16 устройства..1164694. 4 первой группе входов схемы 6 код с

Адреса (номера канала) локальных экстремумов выборок функции поступают на выходы 17 устройства.

Устройство работает следующим образом. 5

В исходном состоянии первый и второй регистры 2 и 4, регистр 10, -триггер 5 устанавливаются в нулевое состояние., В регистр 7 порога записывается цифровой код d порога.

В счетчик 11 записываются "0" во все разряды счетчика (все входы начальной установки элементов .устройства с целью исключения загромождения второстепенными связями на чертеже не показаны). . По первой группе информационных входов 12 поступает код d< дискретной выборки исследуемой функции, сонровождаемый синхроимпульсом по входу

13 устройства, по которому и запускается генератор 1 импульсов. Поступление по входу 13 устройства синхроимпульса означает, что внешнее устройство (не показано). вьгстазило очередной код выборки исследуемой функции и до-прихода очередного синхраимпульса устройство должно произвести анализ на экстремум.

В первом такте ТИ1 содержимое 30 первого буферного регистра 2 переписывается во второй регистр 4 по переднему фронту тактового импуль-. са ТИ1, поступающего на синхрониэирующий вход второго регистра 4. Поскольку в исходном состоянии регистр 2 обнулен, то и второй регистр

4 после этого такта ТИ1 сохранит нулевое состояние. Во втором такте

,ТИ2 происходит перезапись кода Й1 40 выборки исследуемой функции с входов .12 устройства в первый регистр 2„

К началу третьего такта ТИЗ на выходе первой схемы 3 сравнения выставляется соответствующий потенциал, 45 удовлетворяющий условию ее функционирования, а именно: при наличии иа ее входах кода, превышающего код на ее второй группе входов, на выходе схемы 3 сравнения вырабатыва- 50 ется нулевой потенциал, поскольку

61 > О. В третьем такте ТИЗ стробируется состояние выхода схемы 3 срав. нения с целью его перезаписи в триггер 5 по переднему фронту сиг- 55 нала тактового импульса ТИЗ, а так как в исходном состоянии триггер

5 обнулен, то и по третьему такту он не изменяет своего состояния, а на его выходе остается нулевой потенциал, запрещающий срабатывание элемента И 8. Аналогично и по второму выходу элемента И8 выставляется нулевой потенциал, поскольку не выполняется условие выработки второй схемой 6 сравнения разрешающего потенциала ("1"), так как на выхода второго буферного регистра 4 не превышает код порога Йн на ее второй группе входов.

В четвертом такте ТИ4 счетчик

1 1 увеличивает содержимое на "+1", т.е. на его выходе выставляется код 00...01 номера первого канала (адреса) первой выборки исследуемой функции.

Далее, с внешнего устройства на первую группу входов 12 устройства. поступает код d следующей выборки исследуемой функции, причем, например, при возрастающем ее характере Й ) d . По второму синхроимпульсу по входу 13 устройства запускается распределитель 1 импульсов. В первом такте ТН1 содер- . жимое. регистра 2 и переписывается во второй буферный регистр 4, а по второму тактовому импульсу ТИ2 в первый буферный регистр 2 записывается код второй выборки исследуемай функции. Поскольку код dg на первой группе входов первой схемы 3 сравнения превышает код сГ на ее второй группе входов, то на выходе схемы 3 сравнения будет нулевой потенциал. Аналогично в третьем такте ТИЗ триггер 5 не.изменяет своего состояния, .которое блокирует по первому входу элемента И8 . запуск формирователя 9. В четвер-. том такте ТИ4 содержимое счетчика

11 увеличивается,еще.на "+1". При монотонно возрастающем характере кодов выборок функции di > di „состояние второго выхода устройства не изменяется (отсутствие экстремума)

Однако при смене монотонного характера функции, а именно смена знака производной с положительного на отрицательный di«(d > d;, например, к моменту поступления на группу входов.12 устройства кода и выборки функции, удовлетворяющей последнему условию, во втором буферном регистре 4 хранится код

1164694

d » выборки функции, в первом регистре 2 — код d; выборки функции, а в счетчике 11 код номера "i" выборки Функции, хранящейся во втором регистре 4.

При поступлении (i+1)-,îão синхроимпулъса на второй вход 13 устройства запускается распределитель

1 импульсов..В первом такте ТИ1 код выборки d,, хранящейся в первом регистре 2, переписывается во второй регистр 4, а во втором такте .

ТИ2 — код d;,< выборки переписывается в первый регистр 2. Таким образом, !5 первая схема 3 сравнения вырабатывает единичный потенциал (d,„ d;), который в третьем такте ТИЗ переписывается в триггер 5, а при условии превышения кода д; т Й „ порого. — 20 вого значения, хранимого .в регистре

7 порога, срабатывает -элемент И8.

По переднему фронту сигнала с выхода элемента И8 содержимое счетчика

t1, код (1.) номера канала переписывается в регистр 10 и запускается формирователь 9, выходной сигнал которого на выходе 16 устройства для внешнего устройства означает, что в регистре 4 находится код ла- 30 кального экстремума, а код, соответствующей. номеру выборки функции, хранится в регистре 10 ° Внешнее устройство считывает на первой группе выходов 15 устройства код экстремума Функции, по выходам 1.7 поступает код номера адреса выборки исследуемой функции, например, по заднему фронту импульсного сигнала с"выхода Формирователя,9 (выход 16 устройства). Далее при монотонном убывающем характере Функции Й<, d„, состояние триггера 5 в третьем такте не изменяется, только содержимое счетчика 11 составляет (i+2), и так далее до момента поступления на первую rpyrmy входов 12 устройства кода с1;„, с1;... соответствующего точке минимума, и на выходе первой схемы 3 сравнения оказывается потенциал "0", который перепишется в третьем такте ТИЗ в триггер 5, сигналом с выхода которого и блокируется элемент И8 по первому входу.

При изменении монотонно-. убывающего характера поступающих значений кода d, исследуемой .функции на возрастающий цикл работы устройства повторяется и для случая d<+cd >d

<+4 1 1Ч

При этом проверяется условие локального экстремума для каждой выбор— ки, хранимой во втором буферном регистре 4 и одновременно превышении кода порогового значения, хранимого в регистре 7 порога.

Таким. образом, при поступлении

N выборок исследуемой на локальные экстремумы функции на вход 12 устройства, последним производится поиск локальных экстремумов, превышающих . код порога эа время Т = (40-1) ° h t, где 5t — длительность тактового - . импульса распределителя импульсов.

1164694

Составитель Е. Иванова

Редактор В. Ковтун Техред О.Ващишина Корректор А. Тяско

Заказ 4!87/45 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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