Стохастический генератор функций хаара

 

Нзобретенле относится к автоматике н вь и-1слите,:ьной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей :ш счет reiiepHpoBa- ния случайных функций Хаара. Цель достигается ВЕ едрнием генератора случайных последовательиостей импульсов и блока управления, состоящего из логических элементов И, НЕ и ИЛИ. Стохастический генератор функций Хаара может быть использован в аппаратуре сжатия И1гформации ири передаче данных , а также в устройствах для спектрального aHajn-fsa. 2 ил. ю СХ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК цо1 ЦИ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1101804 (21) 3 764579/24 — 24 (22) 02,07.84 (46) 23.05.86. Бюл, У. 19

{72) Б.Р.Ахметьянов и С,В.Семенов (53) 68 1. 3(088 . 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1101804, кл. С 06 F 1/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 765796, кл. G 01 F 1/02, 1980.

{54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР Фу1 !, ЦИЙ ХААРА (51) 4 С Об F 1/02; 7/58 (57) Изобретение относится к автома I ике и вычислите.; ной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет генерирования случайных функций Хаара. Цель достигается вгедением генератора слу— чайных последовательностей импульсов и блока управления, состоящего из логических злементов И, НЕ и ИЛИ. Стохастический генератор Функций Хаара может быть использован в аппаратуре сжатия информации при передаче данных, а также в устройствах для спектрального анализа. 2 ил.

1 123

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре сжатия информации при передаче данных, а также в устройствах для спектрального анализа.

Цель изобретения — расширение. функциональных воэможностей генератора функций Хаара, заключающихся в реализации возможности генерирования случайных функций Хаара.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стохастического генератора функций Хаара; на фиг. 2— функциональная схема блока управле ния.

Генератор содержит регистр 1 номера функции, регистр 2 аргумента," предназначенные для формирования и хранения кодов номера функции и аргумента соответственно, счетчики 3 и 4, предназначенные для подсчета числа сдвигов регистров 1 и 2 соответственно, триггер 5, предназначенный для определения момента начала сдвига регистра 2, триггеры 6 и 7, предназначенные для выдачи значений функций

Хаара, элементы И 8 — 11, предназначенные для синхронизации прохождений сигналов в генераторе, сумматор 12 по модулю два, предназначенный для сложения по модулю два значений выходных разрядов регистров номера

fl функции и регистра аргумента, тактовый вход 13, выходы генератора 14 — 17, блок 18 управления (режимом работы), предназначенный для управления режимами генерации детерминированныхфункций Хаара, стохастических функций

Хаара со случайными номерами и сто-, хастических функций Хаара со случайными аргументами, генератор 19 случайных последовательностей импульсов, предназначенный для выдачи синхронизированных тактовыми импульсами случайных последовательностей импульсов в цепи обратных связей регистров номера функции и аргумента.

Блок 18 управления содержит входы

20 и 21 задания режима, элементы

HE 22 и 23, предназначенные для выдачи синхронизированных тактовыми импульсами случайных последоватепьностей в цепи обратных связей регистров номера функции и аргумента соответственно, элементы И 24 — 27 и элементы

ИЛИ 28 и 29. Номер с функции Хаара

Н,с(х) представлен двоичным кодом -,, oL а аргумент ?; — двоичным кОДОм х x ° х ГДе 9. х;с10 1 т.=1,2,...,п. По номеру функции определяется порядок р функции Хаара

« номер разряда, в котором обнаружена первая единица при просмотре значений разрядов слева направо. Для функции Хаара с нулевым номером =0 порядок функции равен р=0. Например, для функции с номером î =01001 порядок р=2, для функции с номером ос=000 11 р=4, для функции с Ы =0000 р=0. Если оказывается, что для Н„(х) порядок p=0, то Н,(х)=1 и вычисления на этом заканчиваются. В противном случае вычисляется логическое значение Й:

О, »Р=

8 К„.,OX,Ì .„„,ОХ,1.. Ч.с.. О

P+ Х, при Q P. h (h-Р

Если 0=1, то Н (х)=0 и вычис((ения закннчивются Если В-09 то Дополни тельно анализируется содержимое

2« (n-р+ 1)-го разряда кода аргумента, при этом

Н,(х) = +1, если Х, =0;

Н (х) = -1, если Х „„„=1.

Например, для Ы =0101 и Х=0110 длина кодов и--4 и порядок функции р=2, так как рсп, то вычисляется значение

О=сА04.х ((®х, =-0+30 (10+1, поскольку9=0, анализируется третий разряд кода аргумента Х,=1, и, следовательно, Н (?)=

4.

Перед началом каждого цикла работы устройство приводится в исходное состояние: на регистре i. устанавливается код номера функции, на ре40 гистре 2 — код аргумента, триггеры

5 и 6 устанавпиваются в состояние "0", на счетчиках 3 и 4 устанавливается

I (V Jj (5 ((О (((С ОД, Генератор может работать в трех режимах.

Н первом режиме генератор вырабать(вает детерминированнь(е функции Хаара. Для этого. на входы 20 и 21 подаются нулевь(е значения, которые за-«0 пирают элементы И 25 и 27 и открывают через элементы НЕ 22 и 23 элементы И 24 и 26 для прохождения через них и элементы ИХИ 28 и 29 сигналов с выходов регистров 1 и 2 на их

«« входы, формируя, таким образом, цепь перезаписи значений номера функции и аргумента в регистрах 1 и 2. На вход

13 начинают поступать тактовые им-.

Триггер 6

Выход Выход

14 15

0 з- 1233 пульсы. Каждый очередной импульс через элемент И 8, открытый сигналом с выхода счетчика 3, поступает на вход счетчика 3, на вход регистра и сдвигает содержимое регистра на 5 один разряд. При этом значение старшего разряда регистра 1 переписывается в освободившийся младший разряд по цепи перезаписи. Если циркулирующие по цепи перезаписи значения раз- 10 рядов нулевые, то триггер 5 остается в положении "0" и элементы 9 и 10 остаются закрытыми. Первая единица, появившаяся при очередном сдвиге содержимого регистра 1, переводит трлг- i5 гер 5 в единичное состояние и открываются элементы И 9 и 10. Терерь тактовые импульсы начинают поступать на вход счетчика 4 и на вход регис-ра 2, вызывая циклический сдвиг содержимо- 20 го регистра 2, синхронный со сдвигом содержимого регистра 1. Значение каждой очередной пары старших разрядов регистров 1 и 2 поступают на входы сумматора 12 по модулю два. Если на выходе сумматора появляется хотя бы один сигнал со значением "1", он переводит триггер 6 из положения "О" в положение "1" и на выходе 14 генератора появляется сигнал H,(х)=0.

Счетчик 3 ведет подсчет числа сдвигов содержимого регистра 1, При завершении полного цикла сдвига на выходе счетчика 3 появляется сигнал, который закрывает элемент И 8 и откры 5 вает элемент И 11. Если триггер 6 остается в положении "0", что озпачает Н (x)=+0 то содержимое старшего регистра 2 переписывается в триггер 7 чеРез элемент И 11, и на выхо- 4, дах генератора устанавливается код вычисленного значения функции Н,(х), приведенный в таблице.

Триггер 7 Н,(х)

Выход Выход

16 17

Тактовые -импульсы, проходящие через элемент И 9, продолжают вызывать

131 4 сдгиг содержимого регистра 2 и заполнят счетчик 4. Окончание полного цикла сдвига содержимого регистра 2 вызывает появление на выходе счетчика 4 сигнала "Стоп", который заканчивает данный цикл Работы генератора.

При этом на регистрах 1 и 2 сохраняются исходные коды номера функции и аргумента соответственно. Далее увеличивается на единицу содержимое регистра номера функции или аргумента и весь цикл вычисления одного зна- . чсьп я функции Хаара повторяется.

Во- втором режиме генератор вырабатывает функции Хаара случайной последовательности номеров. Для этого на управляющий вход 20 подается единичное значение, а на вход 21 нулевое значение. Высокий уровень с входа 20 открывает элемент И 25 для прохождения, управляемой тактовыми импульсами, случайной последовательнос— ти импульсов с выхода генератора 19 и записи их в регистр 1 номера функций в тактах его сдвига. Кроме этого, блокируется цепь обратной связи ре— гистра 1 через элемент И 24. Низкий уровень с входа 21 через элемент

НЕ 23 открывает цепьобратной связирегистра 2 аргумента через элементИ 26.

Работа стохастического генератора во втором режиме отличается от работы генератора в первом режиме тем„ что в цикле сдвига регистра 1 выдвигаемые значения младшего разряда только анализируются триггером 5, а в младший разряд при этом записываются случайные значения и после окончания полного цикла сдвига регистра 1 в нем формируется случайный код номера функции Хаара, которая генериру— ется в следующем цикле работы генератора.

В третьем режиме генератор вырабатывает функции Хаара случайной последовательности аргументов. Для этого на вход 20 подается нулевое значение, а на вход 21 единичное значение. Высокий уровень с входа 21 открывает элементИ 27 для прохождения случайной последовательности импульсов с выхо да генератора 19 и записи их в регистр 2 аргумента в тактах его сдвига. Кроме этого, блокируется цепь обратной связи регистра 2 через эле-. мент И 26. Низкий уровень с входа 20 через элемент HE 22 открывает цепь обратной связи регистра 1 номера

i 233 i31 генератора, о т,п и и а ю шийся тЕМ, Чта, С ЦЕЛЬЮ РаСШПРЕПИЯ ф>ПКЕ.-,=IO10 нальных возможностей за сче: обеспе—

Стохастический генератор функций

Хаара, содержащий регистр аргумента, регистр номера функции, первый и вто-.. рой счетчики, первый, второй и третий триггеры, сумматор по модулкэ два и 20 элементы И, первые входы первого и

Второго элементов И объединены и яв.ляются тактовым входом генератора, а выходы первого и второго элементов

И подкл1очены соответственно к входу 2S первого счетчика и управляющему входу регистра номера функции, к входу второго счетчика и управляющему вхору регистра аргумента, выход которого подключен к первому входу суммато- ЗЕБР

Оа пО мОдулю два и пе17В<эму входу третьего элемента И, выход которого соединен с Входом первого триггера, а второй вход третьего элементаИ соединен с первым выходом второго триггера, выход регистра номера функции подключен к второму входу сумматора по модулю ,цва и к входу третьего триггера, Выход катсрогс соединен с первым Входом четвертого элемента И, Вторьм

ВхОДОм BTopoI 0 элемента И, третий вход которого подключен к вьгходу второго счетчика, а выход первого счетчика соецинен с вто1эьем входом первого элемента. И и третьим Входом TpeTI. вЂ,е;

>10 IIH5(, функций через элемент И ?А. Работа стохастического генератора в третьем режиме отличается от работы генерато=. ра в первом режиме тем, что в цикле сдвига регистра 2 в младший разряд записываются случайные значения циф-.. рового сигнала и после окончания пол-.. ного цикла сдвига регистра 2 в нем формируется случайный код аргумента для слепующего цикла вычисления очередпога значения функции Хаара.

Фо рм ул а и зо бр ет ен ия его элемента И, второй вход чеЕвертого элемента И соедине13 с пььходсм сумматора по модулю два, а «ыход подключен к входу второго триггера, вы— ходы которого, а также выходы герво— го триггера образуют группу Выходов чепия генерирования случайных функций Хаара, оп содержит генератор случайных последовательностей импульсов и блок управления, cастоящий из перB 0 I 0 1 B T 0 р 7 1" (7 э л е м е и т 0 В ИЛИ, э и е >Ее 13— тон И и Il.ер13огс и второго элементов

НЕ, входы которых объединепь1 с первым

ВХОДОЫ СООТЕ3СТ< ТBe!1:<0 пер130ГО и ВТО рога элемепто13 И и 11адклю1ены к соответствующему Входу задания режима

651ока уп1эавлееп>ЕЯ, Вь.ходьэ элементов HE блока управления подключены coo T13e T c T—

E3eI3IIo к первым входам 13Topof off третье—

Гс ЭЛЕМЕНТОВ 1I ОЛОКа V!IPBH.!eÏÈß э Вы ходы 1!ep1301 0 и тре I! его, второго и четвертого элементo:з И подключены попарпо к первому и Второму 13ходам саответс.гвенно первого и второго эле—

MeIrтОВ И11И блока э пра13лепиЯ э 13ыхОДы кОТОре>1х подключены coOTве 1 c 1 1301п10 к информационным входам регистра номера функций и регисгра аргумента, выходы старших разрядов которьгх 13одключепы соотве ственно к вторым входам гретьега и четвертого элементов И блока угравления, тактовый вход гe!fepaTopa

СГЕУЧаиiп>ЕХ ГэОСЛЕДОВGTЕЛЬ!IОСTCЙ ИМПУЛЬ

c0J3 об1 едипен с вторыми входа:Еи пер— ваго и Второго эле;:ентов И блока упЕэа!3JIe11ZI51 И ПОДК ПЮЯЕН К .(акт аВОМУ ВХО цу генератора, а выход генератора случайных п01лецователь«ocтей импульСп13 ПацК >Ю >ЕЕЕ К трЕтЬИМ ВХадаМ ПЕРВО— гс и 13то17гэгс элемептo1> И блока управ1233131 (9

Ю

l7

Так

0 /CllСоставитель Э. Сечина

Редактор Н. Бобкова Техред В.Кадар Корректор Г Решетник

Заказ 2770/49 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035. Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4