Устройство для сокращения избыточности информации

 

Изобретение относится к телеметрии и предназначено для сжатия информации. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Устройство содержит регистр 1 текущей выборки, регистр 2 текущей разности, элемент И-ИЛИ 3, сумматор 4, регистр 5 максимальной выборки, элемент И-ИЛИ 6, первый 10, второй 7, третий 18 элементы ИЛИ, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22, пятый 23, шестой 24 элементы И, первый 15, второй 16, третий 17 элементы задержки, триггер 12 знака, триггер 13 переноса, блок 14 сравнения, первый регистр 8 суммы, второй регистр 9 суммы. Путем использования регистра 2 текущей разности возможно уменьшить объем памяти, что приводит к повышению надежности. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1550560

А1 (51) С 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4156117/24-24 (22) 04.12.86 (46) 15.03.90. Бюл. У 10 (72) A.Ì.Воловик, В.П.Грибок, С.В.Солецкий и А.Я.Исаев (53) 621.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 525149, кл. G 08 С 19/28, 1975. (34) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОСТИ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к телеметрии и предназначено для сжатия информации. Цель изобретения — повышение надежности устройства. Устройство

2 содержит регистр 1 текущей выборки, регистр 2 текущей разности, элемент

И-ИЛИ 3, сумматор 4, регистр 5 максимальной выборки, элемент И-ИЛИ 6, первый 10, второй 7, третий 18 элементы ИЛИ, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22, пятый 23, шестой 24 элементы И, первый !5, второй 16, третий 17 элементы задержки, триггер 12 знака, триггер 13 переноса, блок 14 сравнения, первый регистр 8 суммы, второй регистр 9 суммы. 11утем использования регистра 2 текущей разности возможно уменьшить объем памяти, что приводит к повышению надежности. 6 ил.

1550560

Изобретение относится к телеметрйи и предназначено для сжатия информации.

Цель изобретения — повьппение на5 дежности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема йредлагаемого устройства; на фиг. 26 — временные диаграммы его рабаты в р зличных режимах„ 10

Устройство содержит (фиг. 1) регистр 1 текуцей выборки, регистр 2 т куцей разности, первый элемент И3, сумматор 4, регистр 5 максимальной выборки, второй элемент И-ИЛИ 15

6 второй элемент ИЛИ 7, первьпЪ и в орой регистры 8 и 9 суммы, первый э емент ИЛИ 10, четвертый элемент

11, триггер 12 знака, триггер 13 п реноса, блок 14 сравнения, первый 20

1, второй 16 и третий l7 элементы з держки, .третий элемент ИЛИ 18, втор и 19, первый 20, третий 21, четвертЬж 22, пятьп 23 и шестой 2ч элемент | И. 25

Устройство .сокращения избыточностф информации работает следующим обрфзом.

На вход регистра 1 текущей выборкй через равные промежутки времени, о11ределяемые периодом импульсов, подаваемых на вход управления регистра

1 по синхровходу,, поступают цифровые двоичные информационные слова, подлежащие сжатию. 35

Для устройства оуцествует пять рея1имов работы.

Режим 1. Текущая выборка на входе устройства превьппает максимальную выборку (храняюцуюся в регистре 5 мак- 4р снмальной выборки). Превышение столь

Велико, что разность между текущей

Выборкой и минимальной выборкой (определяемой разностью содержимог0 реги с,тров 5 и 2) превышает допустимый максимум. В этом случае выборка существенна. На выходе устройства должен сформироваться код разности (;:oäåðæèìîro регистра 5 максимальной выборки и половины содержимого регистра 2 теку-50 щей разности (середина поля допус.ка для предшествующего участка аппроксиыации), после чего в регистр 5 необходимо записать код текущей выборки, а в регистр 2 — нулевое содержимое.

Режим 2. Текущая выборка на входе . устройства превышает максимальную выборку. Однако разность между текуШей выборкой и минимальной выборкой не превышает допустимого максимума.

В этом случае выборка избыточна. Она только расширяет поле допуска. При этом должно обновиться содержимое регистров 5 и 2, а сигнала на выходе устройства не должно быть. Новым содержимым регистра 2 текущей разности должна быть разность между входным сигналом устройства и минимальной выборкой (которая определяется разностью старого содержимого регистров 5 и 2) . Новым содержимым регистра 5 максимальной выборки должен быть входной сигнал (записанный на регистре 1 текущей выборки) .

Режим 3. Текущая выборка на входе устройства не превышает максимальной выборки (регистр 5) и не меньше минимальной выборки (разность содержимого регистров 5 и 2). Эта выборка избыточна. Она не расширяет поля допуска. Сигнала на выходе устройства быть не должно. Содержимое регистров 5 и

2 остается неизменньы.

Режим 4. Текущая выборка на входе меньше минимальной (разность содержимого регистров 5 и 2), однако разность между максимальной выборкой и текущей не превышает допустимого максимума. В этом случае выборка избыточна. Она только расширяет поле допус-: ка. При этом содержимое регистра 5 максимальной выборки должно остаться без изменений, а новым содержимым регистра 2 текущей разности. должна быть разность между максимальной выборкой

1 и текущей (разность содержимого регистров 5 и 1).

Режим 5. Текущая выборка меньше минимальной настолько, что разность максимальной и текущей выборок превышает допустимьпЪ максимум. В этом случае, как и в режиме 1, выборка существенна. На выходе устройства должен сформироваться код разности содержи-- мого регистра 5 максимальной выборки и поделенного пополам кода из регистра 2 текуцей разности (середина поля допуска для предшествуюцего учстка аппроксимации), после чего в регистр

5 необходимо занести код текущей выборки, .а в регистр 2 — нулевое содержимое.

Для каждого из режимов работы рассмотрим диаграммы.

В режиме 1 сигнал синхронизации (фиг. 2,а) переписывает в регистр 1 текущей выборки входной код и через

5 6 элемент 3 подключает обратный код равный коду середины поля допуска для этой величины (YÄ) к первому входу предшествующего участка аппроксимасумматора 4. Пройдя через элемент ции, Импульс с выхода элемента 16 заHJIH 18, импульс синхронизации подклю держки поступает на вход блока 14 чает к второму входу сумматора 4 пря» сравнения, на вход управления которо5 мой код регистра 5 максимальной- вы- го заведен код допустимого максимума борки (Y ). В сумматоре 4 осуществля отклонения максимальной и минимальной ется действие Y; + Y . Поскольку мы выборок (Е) . С этим допустимым максирассматриваем случай, когда текущая 10 мумом сравнивается код содержимого выборка больше максимальной, резуль- регистра 9 суммы (Т,-Y ). Дня упрощетат на сумматоре должен быть в обрат- ния сРавнения на блок 14 сравнения ном коде, а циклический перенос ну поступает данный код в инверсном виде левым. По импульсу синхронизации Ну У;-Y„, В .рассматриваемом режиме левое значение циклического переноса 15 У;-7 . В этом случае на триггере, запоминается в триггере 12 знака, а входящем в состав блока 14 сравнения, результат — в регистрах 8 и 9 суммы, фоРмиРУетсЯ высокий Разрешающий сигС выхода первого элемента 15 задержки нал. Этот сигнал откРывает элемент И импульс подключает к первому входу 19, и через него проходит выходной сумматора 4 обратный код числа из ре- 2О импУльс элемента 16 задержки. Выходгистра 2 текущей разности и к второму ной импульс элемента И 19 передает входу сигнал обратного кода содержи через каскад элементов И 23 выходной мого регистра 9 (т.е. прямой код раз- сигнал (м+Ую/2) сУмматоРа 4 на выхо ности у, и у ) . Поскольку в регистре Устройства. КРоме того, поД заДнему

2 хранится обратный код разности мак- 25 фРонтУ импУльса элемента И 19 осУщесимального и минимального значений ствляется сброс регистра 9. Выходной выборок (у -у ), в сумматоре образует- импульс элемента 17 задержки проходит

ca прямой код разности Y; — Y элементы И 22 и 21 (на другом входе этих элементов разрешающий сигнал в м в присутствует. вследствие наличия высо кого потенциала с инверсного выхода циклический перенос, очевидно, бу триггера 12, прошедшего через элементы дет низким. Это нулевое значение бу- ИЛИ 7 и 11) и поступает на регистрь1 дет записано в триггер 13 переноса. максимальной выборки 5 и текущей разВысокий сигнал на нулевом выходе триг ности 2. ПРи этом. в РегистР 5 зано35 гера 12 разрешает прохождение импуль- ситсЯ код из РегистРа 1 текУщей выбоРса с выхода первого элемента 15 за- ки (Y-,), а в Регуистр 2 - обРатный держки через элемент И 20 и элемент код с РегистРа 9 (все единицы — обРатИЛИ 10 на вход управления второго ре- ный код нУлЯ). Таким обРазом, в Регистра 9 суммы, в который таким обра- 40 жиме 1 работа устройства полностью зом заносится прямой код разности те- соответствует описанию, приведенному кущей и минимальной выборок с сумматора 4. После прохождения второго эле-, Рабо а. УстРойства в Р жиме 2 мента 16 задержки импульс подключает (фиг. 3) в основном совпадает с Рабок первому входу сумматора 4 код 45 тои в режиме 1. Разница лишь s следу с прямых выходов регистра 2 текущей . ющем: пРи попадании выходного импУльразности (обратный код текущей раз- са элемента 16 задержки на блок 14 ности Y — Y ) с учетом сдвига на сравнения разрешающий сигнал на выхом один разряд вправо (для обеспечения де этого блока не формируется. Вследделения На два) K второму входу сум 5О с Вие этОго сигнал на выходе элемента матора 4 выходной импульс элемента 16 И 19 не поЯвлЯетсЯ и на выходе Уст3 ep KH ooze po o eHH a eMeHTa poHcT+a нет си| нала свидетельствую

ИЛИ 18 подключает прямой код макси- щего о существенности отсчета. Вследмальной выборки с регистра 5 В сум ствие этого ВыходнОй сигнал элемента маторе 4 образуется прямой код 55 17 задержки записывает в регистр текущей разности величину Y.,-У т.е. величину расширенного поля до+ (щ„ш) м п м+ а пуска. Временные диаграммы работы в

М 2 2 режиме 2 также почти полностью сов1 550560 падают с диаграммами в режиме 1. Очевидно, что работа устрой< тва .В этом режиме соответствует описанию„ приведенному выше.

В режиме 3 (фиг. 4) работа уст5 ройства наиболее проста. Сигнал синхронизации с синхровхода переписывает

В регистр 1 текущей выборки входной ! Мод и через элемент 3 подключает об ратный код этой величины (Y ) к пер 1ому входу сумматора 4. Пройдя через

Элемент ИЛИ 18, импульс. синхронизаЦии подключает к второму входу сумма dopa 4 прямой код регистра 5 макси мальной выборки (Y ). E сумматоре 4 м осуществляется действие 7 . + Y . В

М рассматриваемом случае текущая выборйа не превьпнает максимальной, что оз ачает получение разности Y u Y.

-м прямом коде при единичном циклическом переносе. Таким образом, в триг,ере 12 знака формируется единичное с одержимое. Прямой код разности 7, + записывается в регистры 8 и 9 сум- 25

Мы. С выхода первого элемента 15 за2 ержки импульс подключает к первому фходу сумматора 4 обратный код из регистра 2 текущей разности (т.е. прямой код Yм — Yщ) и K втоРомУ входу 30 сигнал обратного кода. содержимого ре-. гис тра 8 (т. е. код разности 7; + Y ) . ф данном случае абсолютная ве ичина разности Y — Y пр евьппает абсолютную величину разности 7 — 7,.

Поэтому в сумматоре 4 образуется прямой код разности 7;-Y,„, а циклический йеренос — единичный. Этот единичный сигнал запоминается в триггере 13 переноса. Низкий сигнал с нулевого выхода триггера 12 закрывает элемент

14 20, и импульс не может пройти через него. После прохождения второго элемента 16 задержки импульс подключается к блоку 14 сравнения и происхо- 45

Дит сравнение с заданным значением максимального отклонения величины разности Y + Y <, хранящейся в регистре 9. Для рассматриваемого режима содержимое регистра 9 не превосходит значения максимального допустимого отклонения и блок 14 не выдает разрешающего сигнала. Элементы И 19 и 3 окажутся закрытыми, и передачи данных с выхода сумматора 4 (величина которых в данном конкретном случае значения не имеет) не буцет. Импульс с выхода элемента 17 задержки поп,"-дает только на закрытые (сигналами с триггеров 12 и 13, переданными через элементы ИЛИ 7 и 11) элементы И

21 и 22. Следовательно, изменения содержимого регистров 5 и 2 не будет °

Очевидно работа устройства в режиме

3 полностью соответствует описанию, приведенному выше.

В режиме 4 (фиг. 5) работа устрой- ства по импульсу синхронизации с синхровхода полностью соответствует работе в режиме 3. Сигнал с выхода первого элемента 15 задержки подключает к первому входу сумматора 4 обратный код из регистра 2 текущей выборки (т.е. прямой код Y — 7 ) и к второму входу сигнал обратйого кода содержимого регистра 8 (т.е. обратный код разности Y; + 7„). В данном случае абсолютная величина разности У м - Y; превышает абсолютную величину разности 7 -Y . Поэтому в сумматоре 4 образуется обратньп код разности 7 -7;. а циклический перенос — нулевой. Этот нулевой сигнал запоминается в триггере 13 переноса. Низкий сигнал с нулевого выхода триггера 12 закрывает элемент И 20, и импульс не может пройти через него. После прохождения второго элемента 16 задержки импульс попадает на блок 14 сравнения и происходит сравнение с заданным значением максимального отклонения величины разности 7 + Yi, хранящейся в регистре 9. Для рассматриваемого режима содержимое регистра 9 не превосходит значения максимально допустимого отклонения и блок 14 не выдает разрешающего сигнала. Элементы И 19 и 23 окажутся закрытыми, и передачи данных с сумматора 4 (величина которых в данном режиме значения не имеет} на выход устройства сокращения избыточности не будет. После формирования импульса на выходе элемента 17 задержки только на одном иэ элементов И 21 оказывается разрешающий сигнал. Высокие сигцалы на единичном выхода триггера 12 знака и на нулевом выходe триггера 13 переноса формируют на выходе элемента И 24 единичный сигнал, который, пройдя через элемент ИЛИ 11, создает разрешающий сигнал для элемента И 21. Выходной сигнал элемента M

21 переписывает в регистр 2 текущей разности обратный код с регистра 9

Y + Y; Таким образом, работа устройства в режиме 4 полностью соответствует описанию, приведенному выше.

1550560

В режиме 5 (фиг. 6) работа устройства по импульсу синхронизации с синхровхода и по импульсу с выхода первого элемента 15 задержки полностью соответствует работе в режиме 4. Сиг5 нал с выхода второго элемента 16 задержки подключает к первому входу сумматора 4 код с прямых выходов регистра 2 текущей разности (обратный код текуцей разности Y --Y ) с учетом

*Я Fl сдвига на один разряд вправо (для обеспечения деления на два). К второму входу сумматора 4 выходной импульс элемента 16 задержки после прохожде15 ния элемента ИЛИ 18 подключает прямой код максимальной выборки с регистра

5. В сумматоре 4 образуется прямой код чм —,„Y< + Ут

+(- — — — )=

I м „2 2 равный коду середины поля допуска для предшествуюцего участка аппроксимации. Кроме того, импульс с выхода

25 элемента 16 задержки поступает на вход блока 14 сравнения, на вход управления которого заведен код допустимого максимума отклонения максимальной и минимальной выборок (Е ).

С этим допустимым максимумом сравнивается код содержимого регистра. 9 суммы. В рассматриваемом режиме

f < Y + 7;. В этом случае на триггере, входяцем в состав блока 14 срав- 35 кения, формируется высокий разрешающий сигнал. Этот сигнал открывает элемент И 19, и через него проходит вы.сокий импульс элемента 16 задержки.

Выходной импульс элемента И 19 пе- 40 редает через каскад элементов И 24 выходной сигнал (Y + Y /2) сумматора 4 на выход устройства. Кроме того, по заднеиу фронту импульса с выхода элемента И 19 осуцествляется сброс регистра 9. Выходной импульс элемента

17. задержки проходит через элементы

И 22 и 21 (на другом входе этих элементов разрешающий сигнал присутствует вследствие н ичия высокого 50 потенциала с выхода блока 14 сравнения, прошедшего через элементы ИЛИ

7 и 11) и поступает на регистры максимальной выборки 5 и текущей разности 2. При этом в регистр 5 заносится код из регистра 1 текущей выборки (Y,), а в регистр 2 обратный код с регистра 9 (все единицы — обратный код нуля) . Таким образом, в режиме 5 работа устройства полностью соответствует описанию, приведенному выше.

Формула из обретения

Устройство для сокращения избыточностии информации, содержащее регис тр текущей выборки, первый вход которого является информационным входом устройства, второй вход объединен с входом первого элемента задержки и является синхровходом устройства, выход первого элемента задержки соединен с первым входом первого элемен" та И, выход которого соединен с первым . входом первого элемента ИЛИ, первый выход регистра текущей выборки соеди.нен с первым входом регистра максимальной выборки, блок сравнения, первый вход которого является управляющим входом устройства, выход. соединен с первыми входами вторых элементов И и ИЛИ, сумматор, третий и четвертый элементы И, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены регистр текуцей разности, регистр суммы, триггер знака, триггер. переноса, пятый и шестой элементы И, третий и четвер тый элементы ИЛИ, элементы И-ИЛИ, второй и третий элементы задержки, первые входы триггера знака, третьего элемента ИЛИ, первого элемента И-ИЛИ и первого регистра суммы и второй вход первого элемента ИЛИ подключен к синхровходу устройства, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу второго регистра суммы, первые входы триггера переноса, второго элемента И-ИЛИ, второй вход первого элемента И-ИЛИ и вход второго элемента задержки подключены к выходу пер вого элемента задержки, выход второго элемента задержки соединен с вторыми входами второго и третьего элементов

ИЛИ, вторым входом блока сравнения, третьим входом первого элемента И-ИЛИ и входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым входом регистра текущей разности и вторым входом регистра максимальной выборки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с первым входом сумматора, первый выход регистра текущей раз1550560

Ности соединен с четвертым входом

Первого элемента И-HJIH, пятый вход коа орого подключен к второму выходу регистра текущей выборки, второй выход регистра текущей разности соединен с шестым входом первого элемента И-ИЛИ, выход которого соединен с в" îðûì входом сумматора, первый выход которого соединен с первым входом пятого элеента И, вторыми входами первого и торого регистров суммы, выходы коорых соединены îîòâåòñòâåííî с третьим входом второго элемента И-ИЛИ и етьим входом блока сравнения и вто- 15

ым входом регистра текущей разности,, торой выход сумматора соединен с втоыми входами триггера знака и триггера переноса, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, первый выход триггера знака соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй выход триггера переноса соединен с вторыми входами первого элемента И и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами четвертого элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход третьего элемента KIH соединен с четвертым входом второго элемента И-ИЛИ, выход второго элемента И вЂ” с третьим входом второго регистра суммы и вторым входом пятого элемента И, выход которого является выходом устройства.

1550560

1550560 г

r5

17

fg

z

Ю

f7

18

Составитель Н.Бочарова

Редактор A,ËeæíHíà Техред А.Кравчук

Заказ 276 Тираж 443 Подписное

ЯНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101