Устройство для вычисления коэффициентов уолша
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре обработки и сжатия информации, при передаче данных, в аппроксимируюпа1х устройствах кусочно-квадратичного типа. Цель изобретения - повышение точности аппроксимации за счет применения преобразования в базисе кусочно-квадратичных функций Уолша. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят арифметический блок 1, мультиплексоры 2, регистры сдвига 3, сумматоры 4, распределитель импульсов 5 и вьмитатели 6. 4 ил. с S СО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Ai (19) Ol) (5ц 4 С 06 F 15/332
1)
НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ..
ОПИСА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4288259/24-24 (22) 21 07.87 .(46) 15.12.88. Бюл. У 46 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (72) P.Х.Садыхов, С.А.Золотой,, А.В.Шаренков и Н,Н.Легонин (53) 681.32(088.8) (56) Патент Японии 11 52-3538, кл, G 06 F 15/332, 1977, Авторское свидетельство СССР
У 1388895,кл. G 06 F 15/332, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ УОЛША (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре обработки и сжатия информации, при передаче данных, в аппроксимирующих устройствах кусочно-квадратичного типа, Цель изобретения - повышение точности аппроксимации за счет применения преобразования в базисе кусочно-квадратичных функций Уолша, Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят арифметический блок 1, мультиплексоры 2, регистры сдвига 3, сумматоры 4, а
Ф распределитель импульсов 5 и вычитатели 6. 4 ил.
4- б
1444817
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре обработки и сжатия информации, при передаче данных, в аппроксимирующих устройствах кусочно-квадратического типа.
Цель изобретения — повышение точности аппроксимации за счет примене- 10 ния преобразования в базисе кусочноквадратичных функций Уолша, Вычисление коэффициентов в базисе кусочно-квадратичных функций Уолша можно представить в виде 15
-ФW 1 Ф -1 1 -1 — Ф i 1
C=FR TAT=FR) к R» М=Р, В. К, М = (1) ф Ъ где F, = F R, — первые разности; (2)
I = F, R» - вторые разности; (3)
F = Г . R, — третьи разности. (4)
С учетом (1) — (4) алгоритм вычисления С можно записать как I mar— вычисление F,:
25 (r, r< к,гД(к, ) =Ps.,,-z„s,-,, II шаг - вычисление F < . г.+, о j 3 Ш шаг — вычисление 1 : L».,r,,r,*,s, )(R, J -(.,г,- .*., -,, fÀ1 F3 IV mar — выполнение быстрого преобра D зования Уолша над вектором F На фиг.l представлена функциональ-; ная схема устройства; на фиг.2— функциойальная схема арифметического блока; на фиг.3 — функциональная схема распределителя импульсов; на фиг.4 — граф-схема алгоритма работы устройства. Устройство для вычисления коэффициентов Уолша содержит арифметичес- А5 кий блок 1, .мультиплексоры 2, регистры сдвига 3, сумматоры 4, распределитель импульсов 5, вычитатели 6, Арифметический блок 1 (фиг.2) содержит первую и вторую группы вычи50 тателей 7, .8 соответственно, Распределитель импульсов 5 (фкг. 3) содержит счетчики 9, 10, одновибратор 11, триггер 12, элемент ИХП1 13. Распределитель импульсов 5 рабо55 тает следующим образом, По перепаду сигнала на втором входе одновибратор 11 формирует импульс, устанавливающий все вычитатели и сумматоры-вычитатели устройства, а также триггер 12 в "0". Коэффициент пересчета К счетчика 10 определяется максимальной разрядностью операндов с учетом возможг,ых переносов и задержек в арифметическом блоке 1. 1(оэффициент пересчета счетчика 9 равен n=log N (где N— 2. размерность массива, определяет число шагов вычислительного алгоритма), По тактовым импульсам содержимое счетчика увеличивается на единицу до тех пор, пока не станет равно сС. при этом на выхоце будет сформирован сигнал, устанавливающий триггер 12 в "l". Одновременно содержимое счетчика 9 увеличится на "1". При появлении последующих импульсов на выходе счетчика 10 состояние триггера 12 не изменяется, а содержимое счетчика 9 увеличивается на "1", При накоплении в счетчике 9 п импульсов на его выходе формируется логический перепад, запускающий одновибратор 11, который устанавливает все счетчики и триггер 12 в исходное состояние. Арифметический блок 1 представляет собой набор одноразрядных вычитателей к работает слецующим образом. На первый выход k-го вычктателя 8 поступает k-й отсчет входного массива f(К) в последовательном коде, начиная с младшего разряда, Этот же отсчет поступает на. второй вход разности (k+1)-ro вычитателя. При этом на выходах вычитателей 8 формируются первые разности согласно (2), которые поступают на входы вычитателей 7, Выход каждого k-го вычитателя 7 подключен к второму входу разности (k+1) ãо вычитателя 7, Такое соединение позволяет сформировать на выходах вычитателей 7 вторые разности согласно (3), которые поступают на входы вычктателей 8. Вычитатели 8 соецинены аналогично вычитателям б к формируют на своих выходах третьи разности согласно (4). Устройство для вычисления коэффициентов Уолша работает следующим образом, Все блоки устройства такткруются синхронно. В исходный момент все блоки устройства обнулены. Нри этом на первом вьгходе распределителя импульсов 5 присутствует "0", что обеспечивает подключение выходов арифметического блока l через вычитатели 6 444817 20 3 1 и мультиплексоры 2 к входам регистров 3 сдвига, Далее синхронно тактовым импульсам в арифметический блок 1 поступают ординаты функции f(t) где выполняется преобразование R а результат записывается в регистры 3 в течение оС тактов. Через оС тактов на выходе распределителя импульсов 5 устанавливается высокий потенциал, который подключает выходы сумматоров 4 через мультиплексоры 2 к соответствующим регистрам 3 сдвига. Каждый четный сумматор 4 работает в режиме суммирования, а каждый нечетный — в, режиме вычитания. Тем самым в соседних парах сумматоров 4 формируются суммы и разности операндов, которые пересылаются в соответствующие регистры 3 сдвига согласно алгоритму на фиг.4, Таким образом, через п с6 тактов в регистрах 3 сдвига будут содержаться коэффициенты разложения в ряд в базисе кусочно-квадратичных функций Уолша. Далее "0" на управляющих входах мультиплексоров 2 подключает выход арифметического блока 1 к входам регистров 3 и параллельно с вводом новой реализации f(t) c осуществляется вывод коэффициентов С предыдущей реализации. Формула изобретения Устройство для вычисления коэффициентов Уолша, содержащее N-1 вычитателей (N — размер преобразования), N сумматоров, N регистров сдвига, N мультиплексоров и распределитель импульсов, первый и второй выходы коТорог подключены соответственно к управляющим входам всех мультиплексоI ров и тактовым входам всех регистров сдвига, выход i-го (i=1,N-1) вычитателя подключен к первому информационному входу (i+1)-ro мультиплексора, выход которого подключен к информаIJHoHHoMy входу (i+1)-ro регистра сдвига, выход которого является вы- . ходом i-го коэффициента Уолша устЭО 50 ройства, выходом нулевого коэффициента Уолша которого является выход первого регистра сдвига, выход которого подключен к выходу первого мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности аппроксимации за счет использования преобразования в базисе кусочно"квадратичных функций Уолша, в него введен арифметический блок, 1-й (1),N) вход которого является входом (1-))-го входного отсчета устройства, m-й (m=2,N-1) выход арифметического блока подключен к первому входу m"го и второму входу (в+1)-го вычитателей, первый выход арифметического блока подключен к первому информационному входу первого мультнплексора, à N-й выход арифметического блока подключен к первому входу (N-1)-го вычитателя, выход (2j+1) -ro сумматора (=О,Й72 1) подктионен к аторому информационному входу (j+1) -ro мультиплексора, а выход (2j+2)-го сумматора подключен к второму информационному входу (j+N/2+1)-ro мультиплексора, выход (2j+I)-го регистра сдвига подключен к первым входам (2j+1)го и (2j+2)-ro сумматоров, вторые выходы которых подключены к выходу (2j+2)-ro регистра сдвига, йричем арифметический блок содержит первую и вторую группы иэ (N-!} вычитателей каждая, при этом выход k-го (k =),N""1) вычитателя первой группы подключен к первому входу k-го вычитателя второй группы, первые входы первых вычитателей подключены к первому входу арифметического блока, (i+1)-м входом которого являются соединенные между собой второй вход i-ro и первый вход (i+1)-го вычитателей первой группы, первый выход арифметического блока подключен к первому входу арифметического блока, выход I.-го вычитателя второй группы подключен к второму входу (1+)}-го вычитателя второй группы и является (i+1)-м выходом арифметического блока. 14448!7 1444817 a>b a g-b Ь г Фиг. 9 Составитель А.Баранов Редактор М.Циткина Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко Заказ 6508/50 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
