Устройство для определения медианы

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и абтоматики. и предназначено преимущественно для определения скользящей медианы при анализе случайных процессов в устройствах обработки цифровой информации, в цифровых измерительных приборах и других устройствах . Цель изобретения - повышение быстродействия устройства в режиме определения скользящей медианы. Для этого в устройство для -определения медианы дополнительно введены элемент ИЛИ и (п-1)/2 блоков анализа чисел, а в блоки анализа чисел введены счетчик, триггер, логические элементы. Работа устройства синхронизируется блоком синхронизации и основана на последовательном сдвиге чисел в регистрах и упорядочении их значений. 1 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (s1) 4 С 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3943395/24-24

1 (22) 27.05. 85 (46) 23.02,87. Был. Ф 7 (72) В.P.Àõìåòüÿíoâ и A.ß.Ïàñìóðîâ (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 492882, кл. G 06 F 15/36, !974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 607226, кл. G 06 F 15/36, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕДИАНЫ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматикн и предназначено преимущественно для определения скользящей медианы при анализе случайных процес„„SU„„1292010 А 1 сов в устройствах обработки цифро- вой информации, в цифровых измерительных приборах и других устройствах. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства в режиме определения скользящей медианы. Для этого в устройство для -определения медианы дополнительно введены элемент ИЛИ и (n-1)/2 блоков анализа чисел, а в блоки анализа чисел введены счетчик, триггер, логические элементы. Работа устройства синхрониэируется блоком синхронизации и основана на последовательном сдвиге чисел в регистрах и упорядочении их значений. I ил.

12920 0

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено преимущественно для определения скользящей медианы при анализе случайных процессов в устройствах обработки цифровой информа. ции, в цифровых измерительных прибсрах и других устройствах.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства в режиме определения скользящей медианы.

На чертеже представлена структурная схема устройства для определения медианы.

Устройство для определения меди в 15 аны содержит регистр 1 чисел, блок

2 синхронизации, входной элемент

ИЛИ 3, первый 4, второй 5 и последний и-й 6 блоки анализа чи= åë,,,регистры 7, группы элементов 8 зядерж. — 29 ки, элементы 9 задержки, первые !0 и вторые 11 группы элементов ИЛИ, первые 12, вторые 13, третьи 14, четвертые 15.и пятые 16 группы элементов И, компараторы !7 элементы

18 неравнознячности, первые 19„ вторые 20, третьи 21 и четвертые 22 элементы ИЛИ, первые 23, вторые 24 и третьи 25 ключи, элементы И 26,элементы И-НЕ 27, элементы HF, ?8, сче"- 30 чики 29, триггеры 30, первую 31, вторую 32 и третью 33 группь;, элементов И первого блока 4 анализа чисел, третий 34 элемент ИЛИ перного блока 4 анализа чисел, третью группу 35 элементов И n-ro блока 6 анализа чисел.

Количество разрядов счетчики 29

К-; определяется из соотношения 2 c n l н

<2 . С входом установки в начальное 4О состояние счетчика 29 соединены вход установки в нулевое состояние либо вход установки н единичное состояние его разрядов так, чтобы ня счетчике н

29 устанавливалось число 2 -n. 45

Устройство работает следующим образом.

По импульсу пуска с пято-о выхода блока 2 все разряды регистров 7 устанавливаются в единичное состояние, т.е. в регистры 7 записывается

М-! максимальное число М=2, а в счетк чики 29 — число 2 -n.Ï0 сигналу с первого выходя блока 2 на выходе регистра 1 чисел формируется первое, число выборки Х,, а содержимое счетчиков 29 увеличивается на единицу.

Так как Х к М, на выходах компарато-! ров 17 формируется единичный сигнял, т. е. ключи 23 открыты „открыта также группа 31 элементов И первого блока 4 анализа чисел. Осталь.ые группы 13 элементов И закрыты ьэ сигналу с элементов 18 неравнознячности, на обоих входах которых присутствуют единичные сигналы. После сигнала с третьего выхода блока

2 триггеры 30 устанавливаются н единичное состояние и второй выход счетчика 29 каждого предыдущего блока анализа чисел подключается через группы 12 элементов И и 11 элементов

ИЛИ к второму входу счетчика 29 последующего блока анализа чисел. Счетчики 29 находятся в режиме параллельного ввода информации. Сигнал с второго выхода блока 2 передает число

Х, в регистр 7 блока 4, а содержимое регистров 7 и счетчиков 29 остальных блоков анализа чисел сдвигает так, что на них устанавливаются следующие коды: R =X ; В..=К, ; 0 =С ; Г, =G, (! 4 4! !! 4 4! (G, — содержимое j --ro счетчика), Проидя через ключи 23 и 24, элемент

9 задержки и элемент ИЛИ 22, сигнал второго выхода блока 2 устанавлиниет в счетчике 29 блока 4 число

2 --n. к

При генерировании второй пачки сигналон блоком 2 в случае, если

Х Х,, работа стройства повторяется, При этом R =X,, R =Х,, R,.=М, С =? -n, С =2 -и+1, Г =2 -и+3, Если !

Х Х то единичный сигнал на выхо9 де компаратора 17 блока 4 отсутствует. В результате срабатывает элемент 18 неравнозначности блока 5.

Ключ 23 первого блока 4 и ключи 24 всех блоков анализа чисел, кроме второго и пятого, закрыты. После генерирования второй пачки импульсов состояние устройства следуюшее: Р к

=Х 0 =? -и+1 К =Х G =2"-n ° ! аа gI аа

R.= 1; G 2 -г+3 (1=3,...,и) .

До тех пор, пока в устройство не поступит и чисел, каждое число

Х. в общем случае оорабатывается следующим образом. П сть Х. Р

R „...R но Х.< R,...,R тогда а к- а,! содержимое регистроч 7 блоков анализа чисел с первого по m-й включительно не меняется, число Х поI мешается в регистр 7 (ш+1)-го блока анализа чисел, а содержимое реги трон 7 блоков анализа чисел, начиняя с (pl+1)-го, сдвигается, как описано выше. При этом н счетчиках

29 -IanHcaHsi числа 2 -и+1,где 1

1292010 номер числа X . в выборке на каж-

) ) дом шаге анализа чисел.

При поступлении (и+1)-й пачки импульсов устройство вступает в режим определения скользящей медианы. Перед каждой очередной пачкой импульсов устройство находится в следующем состоянии. В регистрах 7 блоков анаЛиза чисел записаны числа R.< Р.

4))

При этом числу Х соответствует но- 10

К

)) мер 2 -и, записанный в счетчике 29,:

К числу Х. — номер 2 -n+i-1, числу Х

1 номер 2". При сдвиге скользящей выборки на один шаг из анализа необхоK димо выбросить число с номером 2 15 в выборке на предыдущем шаге и добавить вновь поступившее число, присвок ить ему номер 2 -n а номера оставшихся чисел выборки увеличить на единицу. 20

По переднему фронту сигнала с первого вьхода блока 2 триггеры 30 устанавливаются в нулевое состояние, на выходе регистра 1 чисел формируется очередное число Х, по заднему 25 фронту содержимое счетчиков 29 увеличивается: на единицу. Пусть R X.

)))

< R тогда на выходе компаратора

)+1)

17 с первого по (ш-1)-й блоков анализа чисел устанавливается нулевой 30 единичный сигнал, который открывает ключи 23 и разрешает прохождение сигнала через элементы И-HF. 27, В то же время в счетчике 29 с запиK санным в нем номером 2 формируется на выходе старшего разряда импульс переполнения, по которому триггер

30 соответствующего, например, блока 5 анализа чисел устанавливается в единичное состояние. На выходах элементов ИЛИ 21 всех блоков анализа чисел, кроме первого, снимается единичный сигнал, который разрешает параллельный ввод информации в соответствующих счетчиках и открывает 45 ключи 25. Нулевое состояние триггеров 30 всех блоков анализа чисел, кроме второго, приводит к тому что второй выход счетчика 29 каждого блока анализа чисел, кроме первого, подключен к второму входу предыдущего блока анализа чисел, По второму импульсу пачки открывается группа элементов И 14 и осуществляется сдвиг содержимого всех регистров 7 и счетчиков 29 всех блоков анализа чисел, кроме первого ° При этом перед третьим импульсом пачки R, =R,, 2 ".)) ь-) )) ) h-3 p) h

=К С =С К =

-R » С =G„, после третьего импульса R =M. В остальном работа устройи ства аналогична. формул а изобретения

Устройство для определения медианы, содержamee регистр чисел, блок синхронизации (n+1)/2 блоков анализа чисел (n — объем выборки, нечетное число), причем каждый блок анализа чисел содержит регистр, группу элементов задержки, первый ключ, первую группу элементов И, компаратор, все блоки анализа чисел, кроме первого, содержат дополнительно первую группу элементов ИЛИ, выход регистра чисел соединен с первым входом компаратора каждого блока анализа чисел, первый выход блока синхронизации соединен с входом разрешения считывания регистра чисел, второй выход блока синхронизации соединен с управляющим входом первого ключа, в каждом блоке анализа чисел выход регистра соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с информационным входом первого ключа, второй вход компаратора соединен с первыми входами элементов

И первой группы, вторые входы которых соединены с управляющим входом первого ключа и выходом компаратора, вы ходы элементов задержки группы соединены с информационным входом регистра, в первом блоке анализа чисел третьи входы элементов И первой группы соединены с выходом компаратора, в каждом блоке анализа чисел, кроме первого, выходы элементов И первой группы соединены с первыми входами злементов ИЛИ первой группы, выходы которых через группу элементов задержки соединены с информационным входом регистра, третьи входы элементов И первой группы соединены с выходом элемента неравнозначности, первый вход которого соединен с выходом компаратора, второй вход элемента неравнозначности каждого блока анализа чи ел, кроме первого, соединен с выходом компаратора предыдущего блока анализа чисел, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены входной элемент ИЛИ и (и-1) /2 блоков анализа чисел, в первый блок анализа чисел введены элемент задержки, вторая и тре ья группы элементов

И, группа элементов ИЛИ, первый, 1292010

И второй гру пы последующего блока анализа чисел и с первыми входами элементов И третьей группы предыдущего блока анализа чисел, выход регистра второго блока -нализа чисел

5 соединен с перными входами элементов И второй группы третьего блока анализа чисел, выход регистра (n-I)-ro блока анализа чисел соединен с первыми входами элементов И третьей группы (п-2)-.го блока анализа чисел, выход первого ключа, выход компаратсра,, выход третьего элемента

ИЛИ, выходы элементов И пятой группы k-го блока анализа чисел соеди5 второй и третий элементы ИЛИ, второй и третий ключи, элемент И, =-лемент И-НЕ, счетчик и триггер, каждый i-й (1.=2,...,n-1) блок анализа чисел содержит регистр, группу элементов задержки, элемент зацержки,. первую и вторую группы элементов

ИЛИ, с первой по пятую группы элемен тов И, компаратор, элемент нераннозначности, с первого по четвертый элементы ИЛИ, первый, второй и третий ключи, элемент И, элемент ИНЕ, элемент НЕ, счетчик и триггер, в последний блок анализа чисел введены элемент задержки, с второй по четвертую группы элементов И, с первого по четвертый элементы ИЛИ, второй и третий ключи, элеменг И, элемент И-НЕ, элемент НЕ, счетчик и триггер, первый вьгход блока синхронизации соединен с первыми входами входного элемента ИЛИ и первого элемента ИЛИ каждого блока анализа чисел, третий выход блока синхронизации соединен с управляющим входом третьего ключа каждого блока анализа чисел, четвертый выход блока синхронизации соединен с вторым входом .Входного элемента ИЛИ и < первым входом элемента И-НЕ каждого слака анализа чисел, выход входного элемента ИЛИ соединен с входом установ-ки в ноль триггера, пятый выход блока синхронизации соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ первого блока анализа чисел и с первым входом четвертого элемента ИЛИ каждого, кроме первого, блока анализа чисел, выход регистра, выход перв<зго клича, выход компаратора, выход триггера и выходы элементов И третьей группы первого блока анализа чисел соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, вторыми входами элементов И первой группы, первым входом элемента неравнозначности, первым входом третьего элемента ИЛИ, первыми входами элементов ИЛИ вторсй группы второго блока анализа чисел, выход регистра, выход триггера и выходы элементов И четвертой группы второго блока анализа чисел соединены соответственна с первыми входами элементов И второй группы, первым входом элемента И, информационным входом счетчика первого блока анализа чисел, выход регистра k-го (k=2... п-2) блока анализа чисел соединен с первыми входами элементов нены соответственно с вторыми входами элементов И второй группы, первым входом третьего элемента ИЛИ, первыми входами элементов ИЛИ второй группы г.оследующего блока анали..- а чисел, выход триггера, выход элементов И четвертой группы j-го (j=

=З,...,п-1) блока анализа чисел соединены соответственно с первым входом элемента И и вторыми входами элементов ИЛИ (j — 1)-го блока анализа чисел, выход регистра, выход триггера и выходы элементов И третьей группы n-ro блока анализа чисел соединены соответственно с первыми входами элементов И третьей группы, первым входом элемента И и вторыми входами элементов ИЛИ второй группы (и-1)-го блока анализа чисел, выход регистра, выход первого ключа, выход ксмпаратора, выход третьего элемента ИЛИ, выходы элементов И пятой группы (и-1)-го блока анализа чисел соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, 40 вторыми входами элементов И второй группы, вторыми входами элементов И второй группы, первым входом элемента неравнозначности, первым входом третьего элемента ИЛИ, информационным входом счетчика и-го блока анализа чисел, н первом блоке анализа чисел выход компаратора соединен с информационным входом второго ключа„ вторым входом элемента И-HE выход первого ключа соединен с управляющим ьходом второго ключа, с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом раз ;зешения сдВига регистра ВКОд уста» нонки н единичное состояние которого соединен с пе.рным входом третьего элемента ИЛИ, входы элементов задержки группы соединены с выходами элемен1292010 тов ИЛИ первой группы, первые и вто рые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И первой группы и второй группы, вторые входы которых соединены с вторым вхо- 5 дом первого элемента ИЛИ, с выходом третьего ключа и третьим входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход второго ключа через элемент задержки соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в начальное состояние счетчика, инверсный выход последнего разряда которого соединен с входом установки в ноль триггера, вход установки в единичное состояние которого соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход триггера соединен с входом разре- 20 шения записи счетчика, с информационным входом третьего клича и с вторым входом элемента И, выход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с информационным выходом счетчика, в -м блоке анализа чисел выход компаратора соединен с информационным входом второго ключа, вторым входом элемента ИНЕ, выход первого ключа соединен с управляющим входом второго ключа, с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вхо- 35 дом разрешения сдвига регистра, вход установки в единичное состояние которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, вторые и третьи входы элементов ИЛИ первой груп- 40 пы соединены соответственно с выходами элементов И второй группы и с выходами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с вторым входом первого элемен- 45 та ИЛИ, с выходом третьего ключа и с третьим входом второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход элемента неравнозначности соединен с информа- 50 ционным входом второго ключа, выход которого через элемент задержки соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в начальное состояние счетчика, инверсный выход последнего разряда которого соединен с первым входом триггера, вход установки в единичное состояние которого соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ,выход которого соединен с входом разрешения записи счетчика, информационным входом третьего клича и с вторым входом элемента И, выход которого соединен с первыми входами элементов И пятой группы и через элемент HE с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы элементов И четвертой и пятой групп соединены с выходом счетчика, информационный вход - которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, в п-м блоке анализа чисел выход компаратоt ра соединен с информационным входом второго ключа и вторым входом элемента И-НЕ, выход первого ключа соединен с управляющим входом второго клича, с вторым входом второго элемента ИЛИ и с входом разрешения сдвига регистра, вход установки в единичное состояние которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, вторые входы элементов ИЛИ первой группы соединены с выходами элементов И второй группы, выход элемента неравнозначности соединен с информационным входом второго ключа, вв|ход которого через элемент задержки соединен с вторым входом четвертого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в начальное состояние счетчика, инверсный выход последнего разряда которого соединен с первым входом триггера, вход установки в единичное состояние которого соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход — с первым входом элемента И и с вторым входом третьего элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения записи счетчика, инAopMBLlHoHHbIM входом третьего ключа и с вторым входом элемента И, выход которого через элемент НЕ соединен с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с информационным . выходом счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента

ИЛИ, первый и третий входы которого соединены с первым входом первого элемента ИЛИ и с выходом третьего ключа соответственно, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с ! первым входом элемента И-НЕ, выход регистра (п+1) /2-го блока анализа чисел является выходом устройства.

129 010

Составитель В.Орлов

Редактор В.Петрами Техред Л.Сердюкова

Корректор И Король

Заказ 273/49 Тираж 673 Подписно(БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, >Н-35, Раушс кая наб., д. 4/5

Производственно †полиграфическ предприя ие, г. Ужгород, ул, Проектная,