Устройство для выполнения быстрого преобразования уолша
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки цифровых сигналов в реальном масштабе времени и на скользящем интервале на основе дискретных ортогональных преобразований, для спектрального и корреляционного анализа сигналов и случайных процессов, цифровой фильтрации, сжатия информации, в технике связи и т.д. Цель изобретения - расширение области применения за счет выполнения преобразований Уолша-Пэли и Уолша-Качмажа на скользящем интервале. Устройство содержит счетчик 1, регистры 2i - 2П сдвига (2П - размер преобразования), сумматоры-вычитатели 3i - Зп, коммутаторы 4i - 4П, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5i-5n-i. переключатели 6i -6п-1. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 15/332
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4711425/24 (22) 27.06.89 (46) 23.11.91. Бюл, ¹ 43 (71) Институт кибернетики им. В.M.Ãëóøêoва (72) Л.А,Гнатив, Г.Я,Ширмовский, M,А.Гнатив и Я.Е.Визор (53) 681.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 744555, кл. G 06 F 15/332, 1980, Авторское свидетельство СССР
¹ 1425707, кл. G 06 F 15/332, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ YQJlLUA (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для. Ы 1693612 А1 обработки цифровых сигналов в реальном масштабе времени и на скользящем интервале на основе дискретных opTofoHBIIIHblx преобразований, для спектрального и корреляционного анализа сигналов и случайных процессов, цифровой фильтрации, сжатия информации, в технике связи и т.д.
Цель изобретения — расширение области применения за счет выполнения преобразований Уолша-Пали и Уолша-Качмажа на скользящем интервале. Устройство содержит счетчик 1, регистры 21 — 2П сдвига (2"— размер преобразования), сумматоры-вычитатели 31 — 3n, коммутаторы 41 — 4n, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 51-5,-1, переключатели и 61 — 6 -1, 3 ил, Изобретение с тнос псл к ВЫ1ислительНОЙ ТЕХНИКЕ И МОЖ(.Т Obl I b ИСГIО/: «130ВЯ НО ДГ!Л обработки цифpoBbfx сигналов 3 реяльнсм м я с ш т я б 8 B!3 8 i л 8 и и и и 2- с к 0 л ь 3 л ц е м и I т е 0ВЯГ!8 НЯ ОС IOB8 Д«Л".!
Цель изобретения — засширение области примен«ения «//(;Ypolll{",ТВЯ«38 счет Выпол ненил преобразэвач1 ii Уол!Ва- 1зли и
Уолша -!<2«чмажа HB ско ь;!ящем 1.:.Нтервале.
I-, а фиг,1 vi 2 п()едет 1«,1«/18Н1-1 вафы ()ыстрых преобразований С.)оте«етст!зенно Уолша-Пэли «л Уолша-Качмя><я на с!<Ол:зящем интервале Для !) (М=-2")-: : !«!3 ();! Г,3 -- oyH <циональнал схема устройства, Устройство содерж,lT с етчлк 1, регистры 2I — 2/I сдвига(" — ря=-:мер преобразования), сумматоры-зычи1атели 3,—:3П, коммутаторь! 41 — 4/, эле!<8 .-!тьi ИГКЛГ."/«-«А(0ЩЕЕ ИЛИ 51 — 5!«-j, переключатели 6;, — б, j!, информационный 7 л тактовый (3 входы, блок 9 3!àäàíèë ре><имя и и;!формяционнь Й выход 10, Перед начало/„«ра//,.)Tiol Зяд;-381сл режим
p8Io0TbI ус ГpoAcTBB с f1 OMOLf fbf0 Г! ОДачи "!21 вход 9 управления реж«лмом ояб,)ты устройства сиГна/1а ЛОГич!зскОГО О или Г!О! Йческс1Й
"1 ", «ри /!ОДаче HB !3xop, 9 (.иГ IB/12! Лс Гичес!«3го "0" усз ройство будет рябстать 3 рех<и "1: выполнения преобразовянлл Ус/ шя-Г13 iv:. я при подаче сиг!Чял;1 логич«зской .:" ре>< .— ме преобр,ззо«зани:i Уолшя-!(,H;. :«>Кя.
Рассмо рим pL!00T1/ у: тоэйс вя а реж!л— ме преобразозания Ус Г. шя-Г эли. !ри этом на управля ощем входе 9 прису,,:.Пзует сигнал логического "О". Ехэ/зн;л последов„ятельность х(1), х(2), „х(2"), пр;-.Дс. Bвллющ-!;1 текущие отсчеты,с!!лскр(3гно-о си: наля, с ястотой тактовых ымп ул ь o B пс) còóo Båò
BTOP0N ВХО/1! СУММЯТООЯ" ВЫЧИТЯ Г/3Г!Я,1, V, 1- 2«
Вх«зд 7 )8гист()8 2 1 сдви Гс! и!зря(:1 с) кас ХBL, В, где задерживяетсл íà один так в рязря..е
РВГИСТРЯ СДВИГЯ ХРЯНИ1С1! ЗНЯ !«ЗН«Л«З ОДНО/81 отсчета с«лгнала). умъ:я-ор-Bbiчлтя-«егь . !1 срабяты!зает B каждof т/!«(те-. При З.озл !-2
ВыхоД ком!Мутатора 4, !(Отс (эы Й /Ãl ðßâëë8òñÿ с выхода с гаршего (и- I 1-, с разряда счетчл (г
1 и работает с час ото« В Два pBЗЯ больше, ЧЕМ таКтОВая ЧаСТ(та р- г«Стра 2-: СДЗИГЯ, Е течение ка>кдс го такта !зывод т,.-.;: результ:. ты (cj/ммя и разность)1, сфсрми/:ГВЯII -,ье на выходах сумматора-вы «.Пателл,. j в пеовой каскаqe
x(1) + x(2) х(1) — х(2),;(, 2) х(3) х(2) - х(3), . х (2л-1) + х (2л), х / .) л-11 -:; (2/«) и т.д., начиная с зтосс,(: I>2к/iз (в г;е!)Вс« ; такте формирукзтсл с//1! а и рлэHoñTü пf? L
Bblx двух отсчетов x(0) и х(1, «из предь;дущей последоватсл ьн ости (х0 — x(2 -1I j.
Бо втсром кас,<аде пресбразованные результять: (сумма YI разность) с зыхода кОМ
5 «1лутятОря 4 18p 1301 (!c I, !„/18 fl(!"т;,»:1ает на
Второй вход сумматора-вычитятеля .1; и на
Вход реГис LIBB 22 сдвиГя ВTopof о каскада с чяст01 ОЙ в двя (!2 3Я бсГ b!l!8 частоты г ocT)/fiления отсчс!т )B Входного с гнала где задер10 >кива!отся 1!а чеп,!ре такта, Резуль Гят«=!,сумм= и разность), полученнь!е на вых IBx . -уммязс!ря Вь«читателя 32 Во
Втором каскаде 0) —: ()+ 1) Х2(«) —" 0- 4), 1=1-2" 5 с чЯстотой B ДВ2 разя бол fLfe, чем В Г!Bрвом каскаде, в течение каж,;,o:.n TB; Выводятсл -! я Выход ком!Лутатope 42, управляемого си :- яло! 1 с Bi,ix!//..B г:ереключателя 20 5!. Б течение первь!х четырех тактов работы регистра 2/ с:Двл-а вт()/ро!.о кгскада формиP1 ЮТСЯ И В11, ВОДЛ ГС!«Ь1 . 1!Иг И ÎBÇHOCl ПВР ВЫХ ЧВТЫ Рек 0 С :етог. ИЗ ПРЕД!-!Д)/ЩИХ Дв)/X последовательностей. Б:-зз (i=-3-П) каскаде 25 греобразоеанил последовятельнос-..: проме><уточны:(данных, полу:-,аемых с выхода ксммутатора 41-1 предыдущег(з fl- «)-го каска//B. Поступает ня вход сумматора-вычитате/1 3! и HB Вход ре "истр" 2I сдвиг= «" частОтОЙ „л! 30 В 2 раз бс,л«-ше -!астоты следовя;-!ия этсчео."= входно-о слгнала. В регистре 2; сдвига «- г«яг!1«l,ie задержиBBloTc,18 4 тB; Х; (J) + Xl (, +;: ),;(! (I) — Х! ()"--;" )I i 1-2", !.-3-П, - )Ч«ЛНЯ « (! I+ ) ГО Я<Т13 Б теч6ние первых 4 та", /012! фогчи1ируютсл и Выводлтсл HB Выхо, коммутатоРB 4! 40 с)1!Лма и ояз,ocT! 2 Гpf/oï из пеовых 2 QT. ". -Iel ОВ ИЗ 0 1p(ДЫ Б у Ш8 .1 в. :.ОДHОЙ ."1 OСЛедова. ел ьнсст 1. Таким Образо. ;. к"-.;;<Дый ка«-.,кад преобОазова !лл рс«ботает с тактовой -!Яс /Отой в 50 Двя раза больше, -гем предь«1г!у!1:ий каскад. Поэ том)/ Tel: 1/ L/I1A!3 зна iei-. fly 2" !<Озффициентов пр80бряЗО вани л уолша-1:эли оТ последовательности /x(1)-х(2")) полу;=-:Oòce на Bb! Ходах су!лмята, .Я-вычит.- -,елл 3л и-го КВс55 ка/48 преобоезовянил по !)риход«/ 2"-го оТ сче Гя вход:-!Ого .Зиг«-:,: —,л и вь,водлтся на Выход Kci!.!м,/TBT1)pç 4/1 с чаг тсз ОЙ В 2 раэ бо/1ьш8 час! Оть! СBPLlo!!BI- отсчетОВ ВХОД ного си. Неля. i.". приход)/ cледующего r. Il i2 3 1/-го «екущего оТс i«гя с-.:(одного си.нала 1693612 на выход коммутатора 4 выводятся новые текущие значения следующих 2" коэффициента преобразования от следующей последовательности (x (2) - x (2 "+1)), и т,д, Работа устройства в режиме преобразования Уолша-Качмажа. Первый каскад преобразования в этом режиме работает без изменения как в режиме преобразования Уолша-Пэли. Остальные каскады работают аналогично за исключением изменения работы коммутаторов 42 — 4л, Рассмотрим работу коммутаторов в I-м каскаде, На выход коммутатора 4 в течение каждого нечетного такта выводятся результаты (сумма и разность), а в течение каждого четного такта — разность и сумма, сформированные в соответствии с грaôoì и реоб разования (фиг,2), На выходах сумматорэ-вычитателя 3i в i-м каскаде: xi (J)+xi(J+4 ), xi(J)- x )+4 ),/=1,35„„ xl (i) - xI (j+4 ) xi (J) + xI (j+4 ), J=2,4,6,..., начиная с (4 + 1)-го, В течение первых 4 тактов формируются и выводятся на выход коммутатора 4i сумма и разность, затем разность и сумма 2 групп из первых 2 отсчетов I из предыдущей входной последовательности. Частота импульсов, поступающих на тактовый вход 8 устройства, равна 2" f, где f — частота следования отсчетов входного сигнала, Формула изобретения Устройство для выполнения быстрого преобразования Уолша, содержащее и (2"— размер преобразования) регистров сдвига, п-сумматоров-вычитателей, и коммутаторов и счетчик, причем выход i-ro (i=1,ï) регистра сдвига подключен к первому входу I-ro сумматора-вычитателя, выходы суммы и разности которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам !-ro коммутатора, выход j-ro (J=1, п-1) коммутатора подключен к информационному входу (J+1)-го регистра сдвига и второму входу (j+1)-го сумматора-вычитателя, второй вход первого сумматора-вычитателя соеди5 нен с информационным входом первого регистра сдвига и является информационным входом устройства, информационным выходом которого является выход и-го коммутатора, счетный вход счетчика является 10 тактовым входом устройства, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью расширения области применения засчет выполнения преобразований Уолша-Пэли и Уолша-Качмажа на 15 скользящем интервале, в него введены (и-1)-й элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и (n-1)-й переключатель, причем выход (n-1)-го и (и-k-1)го разрядов счетчика (k-1, и-2) подключены соответственно к первому и второму входам 20 к-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы (п-1)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены соответственно к выходу первого разряда счетчика и тактовому входу устройства, вы25 ход j-ro (J=1, и-1) элемента ИСКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛИ подключен к первому информационному входу j-го переключателя, второй информационный вход к-го (к=1, и-2) переключателя подключен к выходу (и-k-1)30 ro разряда счетчика, а второй информационный вход (n-1)-го переключателя подключен к тактовому входу устройства, выход j-ro (J= „п-1) переключателя подключен к управляющему входу (i+ )-го коммутатора, такто35 вый вход Ji-ro регистра сдвига подключен к выходу (n-1)-го разояда счетчика, тактовый вход п-го регистра сдвига подключен к тактовому входу устройства, управляющий вход первого коммутатора подключен к вы40 ходу (и-1)-го разряда счетчика, управляю-. щие входы вcåx переключателей подключены к входу управления режимом работы устройства. 1603617 г с ! с х(,ь ь а Е 1 ь > + с Ъ ь x(á) 5L c ) x(() яц Оз ь <4 Е5 4 ь б") х(,/) Х.б) - ()) Х(б) Составитель А Баранов Текред M,Óîðãåíòàë Корректор З,Лончакова Редактор А,Козориз Заказ 4079 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного ком тета по изобретениям и открытиям при ГКНТ C(:CP 113035 . Лосква, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производс веннр-издательский комбинат "Патент", i. Ужгород. ул Гагарина, 101 K1(i) x",(;.) ь () 1 x,(4) ь Х ()) п "г® % Р 1 2(5) 4 Z(4) g ХЗ(1) 5 Х.„ ХЯ() еvr ь ! ф Х)(2) ь Х1"(4) t3 Х7 (7) ф х,"() ь j зй < Хз(4) Ъ Ь 
