Цифровой коррелятор

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. В корреляторе для проведения пороговой обработки текущих случайных двоичных последовательностей не определяется максимальное значение взаимной корреляционной функции (ВКФ) базовой и текущей последовательностей, а задается степень отличия между ними, при этом фиксируются те позиции, в которых ВКФ превышает значение заданной пороговой величины, что выполняется одновременно в цикле определения ВКФ. Коррелятор содержит блок 3 задержки, элементы И 4, 7, 9, 14, 15, 21 триггеры 8, 18, 30, блоки 10 пороговой обработки, делитель 11 частоты, счетчики 12, 28, 29 элемент ИЛИ 13, блок 16 синхронизации, регистр 17, переключатели 19, 27. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И9) (1И (51) 5 G 06 F 15/ЗЗ6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4454564/24-24 (22) 05 ° 07. 88 (46) 23.05.90. Бюл. М 19 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.П. Кожемяко, Ю.Ф. Кутаев, В.Б. Гайда, Т.Б. Мартынюк и А.В. Могилевец (53) 68 1.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1045233, кл . G 06 F 15/336, l982.

2 (54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения повышение быстродействия. В корреляторе для проведения пороговой обработки текущих случайных двоичных последовательностей Не определяется максимальное значение взаимной корреляционной функции (ВКФ) базовой и текущей последовательностей, а задается степень отличия между ними, при этом фиксиру1566368 ются те позиции, в которых ВКФ превышает значение заданной пороговой величины, что выполняется одновременно в цикле определения ВКФ. Коррелятор содержит блок 3 задержки, элементы

И 7, 9, 14, 15, 21, триггеры 8, 18, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в корреляционных экстремальных системах.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 приведена структурная схема коррелятора; на фиг. 2 — структурная схема блока синхронизации.

Коррелятор содержит (фиг.,1) первый 1 и второй 2 тактовые. входы, блок

3 задержки, блоки 4 умножения, информационный вход 5; вход 6. задания порога, элементы И 7, триггер 8, элемент

И 9, блоки 10 пороговой обработки, делитель 11 частоты, счетчики 12, элемент ИЛИ 13, элементы И 14 и 15, входящие в блок 10 пороговой обработки, блок 16 синхронизации, регистр 17,30 триггеры 18, переключатель 19, инФормационный вход 20, элемент И 27, ключ 22, первый 23, второй 24, третий

25 и четвертый 26 выходы блока 16 синхронизации, переключатель 27, счетчики 28 и 29, триггер 30 и выход 31.

Блок 16 синхронизации (фиг. 2) содержит генератор 32 тактовых импульсов, элемент И 33, счетчик 34, триггер 35, одновибратор 36, элемент

37 задержки, элемент ИЛИ 38, одновибраторы 39 и 40, триггер 41, элемент

42.

Блок 16 работает следующим образом °

При подаче напряжения питания на устройство одновибратор 39 вырабатывает импульс, который устанавливает в нулевое состояние счетчик 34, тригГеры 35 и 41 и поступае™а выход 23 50 блока. При поступлении от Формирователя сигнала иэображения (ФСИ) на первый тактовый вход первого импульса строчной развертки, соответствую" щего началу базовой строки изображения и, следовательно, началу базовой случайной двоичной последовательности, поступающей на вход 20 t коррелятора, триггер 41 устанавливается в

30, блоки 10 пороговой обработки, делитель 11 частоты, счетчики 12, 28, 29, элемент ИЛИ 13, блок 16 синхронизации, регистр 17, переключатели 19, 27.

1 з.п. Ф-лы, 2 ил. единичное состояние и импульсы с генератора 32 тактовых импульсов через открытый элемент И 33 начинают поступать на выход 25 блока и на счетчик

34. Емкость счетчика 34 равна N (где

N — - длина обрабатываемых случайных последовательностей). Через N тактов сигнал с выхода счетчика 34 устанавливает триггер 35 в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 35 поступает на одновибратор 36, который вырабатывает импульс, поступающий на выход 26 блока, через элемент 37 задержки на выход 24 блока и через элемент ИЛИ 42 на триггер 41. Триггер

41 устанавливается в нулевое состояние, закрывая элемент И 33. Поступление тактовых импульсов на выход 25 блока прекращается.

При поступлении с ФСИ второго импульса строчной развертки, соответствующего первой текущей строке изображения и, следовательно, первой текущей случайной двоичной последовательности, поступающей на вход 5 коррелятора, триггер 41 устанавливается в единичное состояние и импульсы с генератора 32 через открытый элемент И 33 начинают поступать на выход 25 блока и на счетчик 34. Далее блок 16 раг- тает аналогично. При .,оступлении с ФСИ следующего импуль=а строчной развертки, соответствующей следующей текущей строке изображения, блок 16 коррелятора работает аналогичным образом.

В конце кадрового периода развертки с ФСИ подается сигнал на второй тактовый вход - на одновибратор 40, который вырабатывает импульс, устанав- ливающий коррелятор в исходное состояние.

Коррелятор работает следующим образомм.

Перед началом цикла измерений с выхода 23 блока 16 поступает команда

"Начальная установка", по которой корРелятор принимает исходное состояние.

FR б последовательностей с приходом задне -о фронта тактового импульса содержимое счетчика 12 увеличивается на единицу. В случае несовпадения сигналов последовательностей и отсутствия порогового сигнала содержимое счетчика 12 уменьшается на единицу, т.е. счетчики 12 считают количество импульсов совпадений, превышающих величину порога в соответствующих каналах. В момент, когда содержимое счетчика 12 становится нулевым, единичный сигнал на его выходе признака нулевого содержимого приводит к обнулению триггера 18.

Синхронно с тактовыми импульсами, поступающими на вычитающий вход счетчика 28, на суммирующий вход счетчика 29 подается последовательность сигналов значения порога, что приводит к перезаписи информации из счетчика

28 в счетчик 29. Емкость счетчиков

28 и 29 равна максимальному значению последовательности импульсов задания значения порога.

При обнулении счетчика 28 единичный сигнал признака нулевого содержимого с его выхода перекидывает триггер 30 в нулевое состояние, что прекращает поступление тактовых импульсов на вторые входы блоков 10 пороговой обработки и суммирующий вход счетчика 29.

Через N тактов в триггерах lU за" фиксированы позиции, в которых взаимная корреляционная функция входных последовательностей превышает заданный порог ° В этот момент выходной триг- . гер делителя 11 частоты переключается в единичное состояние, закрывая ключ

22, что прекращает поступление тактовых импульсов в блок 3 задержки. На выходе 26 блока 16 появляется сигнал, разрешающий запись информации из триггеров 18 в выходной регистр 17, а, также величина порога из счетчика 29 через переключатель 27 в счетчик 28.

Следовательно, перед приходом следующей команды тСброс", поступающей с выхода 24 блока 16, устройство готово к обработке следующей текущей двоичной последовательности.

15663

Триггер 8 принимает нулевое состояние, при котором вход блока 3 задержки через переключатель l9 оказывается подключенным к входу 20 коррелятора. В нулевое состояние устанавливаются ре5 гистр 17, счетчики 12, счетчики 28 и

29 и делитель 11 частоты, в результате чего ключ 22 оказывается открытым.

Затем с выхода 25 блока 16 подаются тактовые импульсы. Производится запись базовой случайной двоичной последовательности, поступающей синхронно с тактовыми импульсами с входа 20 в блок 3 задержки. Через N тактов выходной триггер делителя 11 частоты переключается в единичное состояние, закрывая ключ 22. Одновременно переключается триггер Ы. Смена состояния триггера 8 приводит к тому, что пере- 20 ключатель 19 принимает такое положение, при котором блок 3 задержки оказывается замкнутым в кольцо. Одновременно с записью базовой двоичной последовательности в счетчик 28 через 25 переключатель 27 параллельным кодом записывается величина порогового значения.

По команде Сброс" с выхода 24 блока 16 обнуляются делитель 11 частоты 3О и счетчики 12, а триггер 30 и триггеры 18 устанавливаются в единичное состояние, причем ключ 22 открывается, а переключатель 19 остается в прежнем состоянии. После команды

"Сброс" на устройство с выхода 25 блока 16 подаются тактовые импульсы, сдвигающие информацию в блоке 3 задержки и стробирующие элементы И

Синхронно с тактовыми импульсами с входа 5 на вторые входы блока 4 умножения поступает первая текущая случайная двоичная последовательность, где перемножается с базовой последовательностью. 45

Результаты перемножения через элементы И 7 поступают на первые входы блоков 10 пороговой обработки. На вторые входы блоков 10 пороговой обработки через элемент И 21 поступает синхронно с тактовыми импульсами серия импульсов, количество которых задает степень отличия базовой последовательности от текущей последовательности. Поскольку выходы элемен- ф o p s у л а и з о б р е т е н и я тов И 14 и 15 блока 10 пороговой обработки соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика 12, то при совпадении сигналов

1566368 литель частоты, ключ, переключатель, элемент И, счетчик, блок синхронизации, N каналов,,каждый из которых содержит блок умножения, счетчик, первый и второй элементы И, причем первый выход блока синхронизации соединен с входом разрешения записи регистра, вход обнуления которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, входом установки в "0" первого триггера и вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в

"0" делителя частоты и счетчиков каждого ка нала, и нформа ционный вход делителя частоты соединен с информационным входом ключа и четвертым выходом блока синхронизации, управляющий вход 0 ключа соединен с входом установки в

"1" первого триггера и выходом делителя частоты, выход ключа соединен с тактовым входом блока задержки, информационныи вход которого соединен с 25 выходом переключателя, первый информационный и управляющий входы которого соединены соответственно с выходом блока задержки и выходом первого триг" гера, второй информационный вход пе- g0 реключателя является первым входом коррелятора, первый и второй тактовые входы блока синхронизации являются одноименными входами коррелятора, прямые входы первых элементов И подключены к второму информационному входу коррелятора, инверсные входы

-;-:лементов И всех каналов соединены с соответствующими выходами блока задержки, выход регистра являе — ñÿ выхо-. л0 дом коррелятора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше.„,„ оыс роде ...: гвия„ а него дополни" . ль;-, :бредень:: второй .счетчик, второй ,,=.:еключ гель, второй элемент. И, в мдый канал дополнительно введены третий и четвертый элементы И и триг гер, причем в каждом канале выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, выход ко - 0 торого соединен с инверсным входом третьего элемента И и прямым входом четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен с суммирующим входом счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом четвертого . элемента И, выход признака обнуления счетчика соединен с входом установки в "0" триггера, выходы триггеров всех каналов соединены с соответствующими входами регистра, третий выход блока синхронизации соединен с входами установки в "1" второго триггера и тригrepos всех каналов, второй выход блока синхронизации соединен с входами обнуления первого и второго счетчиков, четвертый выход блока синхронизации соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - с вычитающим входом первого счетчика, вторыми входами вторых элементов И каждого канала и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход — с суммирующим входом второго счетчика и прямым входом третьего элемента И и инверсным входом четвертого элемента И каждого канала, первый выход блока синхронизации соединен с управляющим входом второго переключателя, первый информационный вход которого является входом задания порога коррелятора, второй информационный вход второго переключателя соединен с выходом второго счетчика, а выход — с входом задания начального состояния первого счетчика, выход признака обнуления которого соединен с входом установки s "0" второго триггера.

2. Коррелятор по и. 1, о т л и ч а е шийся тем, что, блок синхронизации содержит три одновибратора, два триггера, счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, два элемента ИЛИ и элемент И, причем выход первого одновибратора соединен с входом элемента задержки и первым входом первого элемента ИЛИ и являет-.,я первым выходом блока, выход эг..мента задержки является третьим вь:ходом блока, вход первого однови 5ра" тора подключен к выходу первого триггера, вход установки в "0" которого соединен с входом установки в "0" счетчика, вторым выходом второго элемента ИЛИ и выходом второго элемента ИЛИ и является вторым выходом блока, вход установки в "1" первого триггера подключен к выходу счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента Й и является четвертым выходом блока, первый и второй входы элемента И соединены со- ответственно с выходом генератора тактовых импульсов и выходом второго

26 И 20

Составитель В. Орлов

Техред М.Дидык

Редактор В. Петраш

Корректор И. Муска

Заказ 1223 Тираж 566 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

9 1566368

1О триггера, вход установки в "0" кото- одновибраторов, вход второго одно н1н рого подключен к выходу первого эле- вибратора и вход установки в мента ИЛИ, первый и второй входы вто- второго триггера являются соответстрого элемента ИЛИ соединены соответст- венно первым и вторым тактовыми вхос венно с выходами IBToporo и третьего дами блока.