Устройство для определения экстремумов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки цифроИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки цифровой информации, устройствах распознавания образов, устройствах допускового контроля, устройствах обработки спектров сложных сигналов Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспече- L ния определения абсолютных и локальных экстремумов и их номеров в допусковом диапазоне и повышение быстродействия. На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для определения экстремумов; на фиг. 2 - диаграммы кодов исследуемой функции (а), кодов на входах схемы сравнения (б), потенциалы на выходах А и А схемы сравнения (в, г), потенциалы на прямом и инверсном выходах триггера (д, е), сигналы на выходах элементов И 20 и 21 (ж, з); на фиг. 3 - диаграмма изменения вой информации, распознавания образов, обработки спектров сложных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения абсолютных и локальных экстремумов и их номеров в допусковом диапазоне и повышение быстродействия. Устройство содержит регистры верхнего и нижнего порогов, схемы сравнения, регистры, распределитель импульсов, счетчики номера выборки и номера экстремума, группы элементов И, ИЛИ, элементы И, ИЛИ, НЕг-Устройство работает в режимах определения локальных экстремумов в допусковом диапазоне и определения абсолютных экстремумов выборок исследуемой функции. 3 ил. И значений кодов верхнего и нижнего порогов при определении абсолютных экстремумов исследуемой функции. Устройство содержит группы элементов ИЛИ 1 и 2, элементы И 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и 6, регистр 7 верхнего порога, регистр 8 нижнего порога, схемы 9 и 10 сравнения, элемент НЕ 11, элемент И 12, элемент ИЛ И 13, элемент 2И-ИЛИ 14, регистры 15 и 16, распределитель 17 импульсов, схему 18 сравнения, триггер 19, элементы И 20 и 21, элемент ИЛИ 22, счетчик 23 номера выборки , элемент НЕ 24, элемент 2И-ИЛИ 25, группу элементов И 26, счетчик 27 номера экстремума, информационные входы 28. вход 29 задания режима, установочные входы соответственно нижнего 30 и верхнего 31 порогов, вход 32 начальной установки , вход 33 синхронизации, выходы 34 и 35 абсолютных экстремумов, выход 36 окончания сравнения, выходы 37 локальных экстрелокальных экстремумов, выходы 38 и 39

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 06 F 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4779439/24 (22) 08.01.90 (46) 30.11.91, Бюл. М 44 (72) Н.Ф, Сидоренко, А,В. Королев, Б.В. Остроумов, А.П. Антоненко и А.Л. Огарок (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1104502, кл. G 06 F 7/02, 1984, Авторское свидетельство СССР

hh 1164694, кл, G 06 F 7/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСТРЕМУМОВ (57). Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки цифроИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки цифровой информации, устройствах распознавания образов, устройствах допускового контроля, устройствах обработки спектров сложных сигналов-.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем обеспече-, ния определения абсолютных и локальных экстремумов и их номеров в допусковом диапазоне и повышение быстродействия. . На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для определения экстремумов; на фиг. 2..— диаграммы кодов исследуемой функции (а), кодов на входах схемы сравнения (б), потенциалы на выходах

А < и А схемы сравнения (в, г), потенциалы на прямом и инверсном выходах триггера (д, е), сигналы на выходах элементов И 20 и 21 (ж, з); на фиг. 3 — диаграмма изменения.. Ж 1695291 А1 вой информации, распознавания образов, обработки спектров сложных сигналов.

Цель изобретения. — расширение функцио-нальных возможностей путем определения абсолютных и локальных экстремумов и их номеров в допусковом диапазоне и повышение быстродействия. Устройство содержит регистры верхнего и нижнего порогов. схемы сравнения, регистры, распределитель импульсов, счетчики номера выборки и номера экстремума, группы элементов И, ИЛИ, элементы И, ИЛИ, НЕ;Устройство работает в режимах определения локальных экстремумов в допусковом диапазоне и определения абсолютных экстремумов выборок исследуемой функции. 3 ил, значений кодов верхнего и нижнего порогов при определении абсолютных экстремумов исследуемой функции, Устройство содержит группы элементов

ИЛИ 1 и 2, элементы И 3 и 4, элементы ИЛИ

5 и 6, регистр 7 верхнего порога, регистр 8 нижнего порога, схемы 9 и 10 сравнения, элемент НЕ 11, элемент И 12, элемент ИЛИ

13, элемент 2И-ИЛИ 14, регистры 15 и 16, распределитель 17 импульсов, схему 18 сравнения, триггер 19, элементы И 20 и 21, .элемент ИЛИ 22, счетчик 23 номера выборки, элемент НЕ 24, элемент 2И вЂ” ИЛИ 25; группу элементов И 26, счетчик 27 номера экстремума. информационные входы 28, вход 29 задания режима, установочные входы соответственно нижнего 30 и верхнего 31 порогов, вход 32 начальной установки, вход 33 синхронизации, выходы 34 и 35 абсолютных экстремумов, выход 36 окончания сравнения, выходы 37 локальных экстрелокальных экстремумов, выходы 38 и 39, 1695291

25

35

50

55 экстремумов, выход кода номера экстремума, выход кода номера выборки.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии регистры 7, 8; 15 и 16, триггер 19, счетчик 23 номера выборки, счетчик 27 номера экстремума обнулены сигналом сброса, поступающим на входы обнуления (цепи сброса элементов устройства на чертеже не показаны). Устройство работает по тактам. Длительность такта определяется временем окончания переходных процессов в схеме устройства. В I-м такте работы устройство анализирует на экстремум двоичный код I-й выборки. Устройство для определения экстремумов работает в следующих режимах:

1) Определение локальных экстремумов в допусковом диапазоне;

2) Определение абсолютных экстремумов выборок исследуемой функции.

Работу устройства рассмотрим на примере определения экстремумов кодов выборок исследуемой функции, представленной на фиг. 2, а, в котором приведены все возможные комбинации расположения кодов выборок.

На установочные входы 30 и 31 верхнего и нижнего порогов устройства подаются иразрядные двоичные коды значений верхнего dB и нижнего d„порогов, кбторые через группы элементов ИЛИ 1 и 2 поступают на установочные входы соответственно регистров верхнего 7 и нижнего 8 порогов. На вход 32 начальной установки устройства ! подается сигнал логической единицы, который через элементы ИЛИ 5 и 6 поступает на входы разрешения записи регистров 7 и 8 верхнего и нижнего порогов и обеспечивает запись соответственно двоичных кодов верхнего бв = 18 и нижнего dH = 2 порогов,. С,выходов разрядов регистров 7 и 8 верхнего и нижнего порогов двоичные коды верхнего d> и нижнего dH порогов поступают на входы схем 9 и 10 сравнения соответственно и на информационные выходы 34 и 35 абсолютных экстремумов устройства.

С информационных выходов 34 и 35 абсолютных экстремумов устройства двоичные коды верхнего d, и нижнего d„порогов выдаются потребителю и определяют соответственно максимальные и минимальные возможные значения локальных экстремумов выборок исследуемой функции. Для установки режима определения локальных экстремумов в допусковом диапазоне на вход 29 задания режима устройства подается потенциал логического нуля, Потенциал логического нуля запрещает прохождение синхросигналов с выходов элементов И 20 и 21 через элементы И 3 и 4 на входы разрешения записи регистров 7 и

8 верхнего и нижнего порогов соответственно и прохождение сигналов логической единйцы с выхода элемента ИЛИ 13 через элемент 2И вЂ” ИЛИ 14.на входы разрешения записи регистров 15 и 16. Потенциал логической единицы с выхода элемента НЕ 11 через элемент 2И вЂ” ИЛИ 14 разрешает прохождение сигналов логической единицы с выхода элемента И 12 через элемент 2ИИЛИ 14 на входы разрешения записи регистров 15 и 16. Следовательно, в регистры 15 и 16 в данном режиме будут записываться только те двоичные коды выборок, значения которых соответствуют допусковому диапазону. а в регистры 7 и 8 верхнего и нижнего порогов соответственно будут записаны двоичные коды верхнего ds и нижнего.dH порогов.

На информационные входы 28 устройства подается и-разрядный двоичный код значения первой выборки d> = 1 исследуемой функции, который поступает на входы вторых групп схем 9 и 10 сравнения и на установочные входы регистра 15.

Одновремено с подачей кода выборки

d> = 1 на вход 33 синхронизации устройства поступает синхроимпульс, по которому запускается распределитель 17 импульсов.

Поступление по входу 33 устройства синхроимпульса означает, что внешнее устройство (не показано) выставило очередное значение (d> = 1) двоичного кода выборки исследуемой функции и до прихода следующего синхроимпульса устройство должно произвести анализ на локальный экстремум в допусковом диапазоне данного значения кода выборки.

Так как значение двоичного кода первой выборки d = 1 меньше нижнего допуска

d„= 2, то на выходе А < схемы 10 сравнения потенциал логической единицы.

Первый синхросигнал с первого выхода о распределителя 17 импульсов поступает через элемент 2И вЂ” ИЛИ 25 на выход 36 окончания сравнения устройства, что свидетельствует об окончании процесса сравнения данного кода выборки и о запросе устройством последующего кода выборки dz. Так как на входы разрешения записи регистров

15 и 16 поступает потенциал логического нуля, то первый и второй синхросигналы, поступающие на входы синхронизации регистров с первого и второго выходов распределителя 17 импульсов. не изменяют содержимое регистров 15 и 16. Триггер 19 остается в нулевом состоянии, а в счетчик 23 номера выборки записывается двоичный, 1695291

20

30

55 код номера первой выборки N = 1 по заднеI му фронту второго синхросигнала,.поступающего с второго выхода распределителя 17 импульсов.

Таким образом, если значение двоичного кода выборки не соответствует допусковому диапазону, то устройство не изменяет содержимое регистров 15 и 16, триггера . 19, а увеличивает на единицу содержимое счетчика 23 номера выборки и по первому синхросигналу формирует сигнал запроса следующего кода выборки на выходе 36 окончания сравнения устройства.

Так как значение двоичного кода второй выборки б2 = 3 соответствует допусковому диапазону, т.е. боль|не-(или--равно) нйжнего допуска — 2 и меньше (или равно) вер о допуска de = 18, то потенциал

---- логической единицы с выхода А схемы

9 сравнения и с выхода А схемы 10 сравнения поступает на входы элемента И

12. Первый синхросигнал с первого выхода распределителя 17 импульсов не проходит через элемент 2И вЂ” ИЛИ 25 на выход 36 окончания сравнения устройства. Так как на входы разрешения записи регистров 15 и 16 поступает потенциал логической единицы, то второй синхроимпульс, поступающий с входа 33 синхронизации устройства на вход распределителя 17 импульсов изменяет содержимое регистров 15 и 16.и счетчика 23 номера выборки. Содержимое регистра 15 переписывается в регистр 16 по переднему фронту первого синхросигнала, поступающего на вход синхронизации регистра 16 с первого выхода распределителя

17 импульсов. Двоичный код второй выборки dz = 3 с информационного входа 28 устройства записывается в регистр 15 по переднему фронту второго синхросигнала. поступающего на вход синхронизации регистра 15 с второго выхода распределителя 17 импульсов, Так как двоичный код второй выборки dz = Az = 3 больше, чем двоичный код первой выборки d1 = Bz = 0 (фиг; 2, б), то потенциал логической единицы с выхода А > схемы 18 сравнения поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 19 и на первый вход элемента И

20. Триггер 19 остается в нулевом состоянии (фиг. 2, д, е). На второй вход элемента И

20 поступает потенциал логического нуля с прямого выхода триггера 19, поэтому формирования сигналов на выходах 38 и

39 экстремумов выборки не происходит (фиг. 2, ж, з). В счетчик 23 номера выборки записывается двоичный код номера второй выборки N = 2 по заднему фронту второго синхросигнала,поступающего с второго выхода распределителя 17 импульсов. Третий синхросигнал. поступающий с третьего выхода распределителя 17 импульсов, проходит на выход 36 окончания сравнения устройства.

Таким образом, в режиме определения локальных экстремумов функции сигнал запроса следующего кода выборки на выходе 36 окончания сравнения устройва формируется по первому синхросигналу распределителя 17 импульсов, если значение анализируемого кода выборки не соответствует допусковому диапазону, и по третьему синхросигналу распределителя 17 импульсов, если значение анализируемого кода выборки соответствует допусковому диапазону, т.е. если требуется анализ на экстремум данного кода выборки.

Так как значение двоичного кода третьей выборки бз = 10 соответствует допусковому диапазону, т.е. d бз de (2 10 18), то потенциал логической единицы с выхода элемента 2И-ИЛИ 14 поступает на входы разрешения записи регистров .15 и 16, на вход элемента НЕ 24 и на третий вход элемента 2И вЂ” ИЛИ 25. Третий синхроимпульс, поступающий с входа 33 синхронизации устройства на вход распределителя 17 импульса изменяет содержимое регистров 15 и 16 и счетчика

23 номера выборки. Содержимое регистра 15 dz = Az = 3 переписывается в регистр 16, т.е. Вз = Аз = 3 по переднему фронту первого синхросигнала, поступающего на вход синхронизации регистра

16 с первого выхода распределителя 17 импульсов. Двоичный код третьей выборки бз = 10 с информационного входа 28 устройства записывается в регистр 15 по переднему фронту второго синхросигнала,поступающего на вход синхронизации регистра 15 с второго выхода распределИтеля 17 импульсов. Так как двоичный код третьей выборки бз = Аз = 10 больше, чем двоичный код второй выборки б2 = Вз = 3 (фиг. 2, б), то потенциал логической единицы с выхода А > схемы 18 сравнения поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 19 и на первый вход элемента И 20, Триггер 19 остается в нулевом состоянии (фиг, 2, д, е). На второй вход элемента И 20 поступает потенциал логического нуля с прямого выхода триггера 19, поэтому формирования сигналов на выходах 38 и 39 экстремумов выборки устройства не происходит (фиг, 2, ж, з). В счетчик 23 номе-. ра выборки записывается двоичный код номера третьей выборки N = 3 по заднему фронту второго синхросигнала, поступаю1695291 щего с второго выхода распределителя 17 импульсов. Третий. синхросигнал,. поступающий с третьего выхода распределителя импульсов, проходит на выход 36 окончания сравнения устройства.

Так как значение двоичного кода четвертой выборки d4 = 7 соответствует допусковому диапазону, т,е, d< d4 0 (2 иал логической едини2И вЂ” ИЛИ 14 поступает я записи регистров 15 и 16, на вход элемейтз- Е24 и на вход элемета 2И вЂ” ИЛИ 25. Четвертый ситтхроимпульс, поступающий с входа 33 синхронизации устройства на вход распределителя 17 импульсов изменяет содержимое регистров 15 и 16 и счетчика 23 номера выборки.

Содержимое регистра 15 бз = Аз = 10 переписывается в регистр 16, т.е. В4 = Аз = 10 . по переднему фронту первого синхросигнала, поступающего на вход синхронизации регистра 16 с первого выхода распределителя 17 импульсов, Двоичный код четвертой выборки d4 = 7 с информационного входа 28 устройства записывается в регистр 15 по переднему фронту второго синхросигнала, поступающего на вход синхронизации регистра 15 с второго распределителя 17 импульсов. Так как двоичный код четвертой выборки d4 = А4 = 7 меньше, чем двоичный код третьей выборки бз = В4 = 10 (фиг. 2, б), то потенциал логической единицы с выхода А < схемы 18 сравнения поступает на вход установки в единичное состояние триггера 19 и на первый вход элемента И

21. Триггер 19 переключается в единичное-состояние (фиг-;2, д, е).. Так.как-во время. переключения триггера 19 .в единичное состояние íà его инверсном выходе еще находится потенциал логической единицы, то на выходе элемента И 21 появляется импульс логической единицы,длительность которого равна времени переключения триггера 19.

C выхода элемента И 21 импульс логической единицы поступает на выход 39 экстремума выборки устройства, на первый вход элемента И 4 и через элемент И 22 на управляющие входы группы элементов И

26 и на счетный вход счетчика 27 номера экстремума (фиг. 2, 3), Появление импульса логической единицы на выходе 39 экстремума выборки устройства свидетельствует о наличии локального максимума функции

В5 = 10, поступающего с информационного выхода 37 локальных экстремумов потребителю. С выходов разрядов счетчика 23 номера выборки двоичный код номера третьей выборки N = 3 через группу злемен10

25

35

45

55 тов И 26 по выходу 41 кода номера выборки устройства выдается потребителю, В счетчик 27 номера экстремума записывается двоичный код Е = 1 номера первого экстремума, который с выходов разрядов счетчика поступает по выходу 40 кода номера экстремума устройства к потребителю, В счетчик 23 номера выборки записывается двоичный код номера четвертой выборки

N = 4 по заднему фронту второго сигнала, 1 поступающего с второго выхода распределителя 17 импульсов, Третий синхросигнал, поступающий с третьего выхода распреде«лителя 17 импульсов, проходит ив выход 36 окойЧанив сравнения устройства, Так как зйачение двоичного кода пятой выборки dg = 5 соответствует допусковому диапазону, т.е. dH ds dB(2 «5 18), то потенциал логической единицы с выхода элемета 2И-ИЛИ 14 поступает на входы разрешения записи регистров 15 и 16, на вход элемента НЕ 24 и на один иэ входов элемента 2И-ИЛИ 25. Пятый синхроимпульс, поступающий с входа 33 синхронизации устройства на вход распределителя

17 импульсов, изменяет содержимое регистров 15 и 16 и счетчика 23 номера выборки. Работа устройства аналогична рассматриваемому выше случаю поступления на информационный вход 28 устройства двоичному коду третьей выборки.

При этом А5 = 5, Вь = 7, А5 < Вь (5 < 7), N = 5 (фиг. 2. б).

Изменения состояния триггера 19 (фиг.

2, д, е)- и формирования импульсов логической единицы на выходах элементов И 20 и

21 не происходит.

Так как значение двоичного кода wecтой выборки ds = 16 соответствует допусковому диапазону, т.е. dH бе d (2

<16 «18), то потенциал логической единицы с выхода элемента 2И вЂ” ИЛИ 14 поступает на входы разрешения записи регистров 15 и

16, на вход элемента НЕ 24 и на третий вход элемента НЕ 25. Шестой синхроимпульс. поступающий с входа 33 синхронизации устройства на вход распределителя 17 импульсов изменяет содержимое регистров 15 и 16 и счетчика 23 номера выборки. При этом

Аб = 16, В6 = 5, Аг > Вб (16 > 5), N = 6.

Тэк как двоичный код шестой выборки бв = Ае = 16 больше, чем двоичный код пятой выборки б5 = Ве = 5 (фиг. 2, б), то потенциал логической единицы с выхода А > схемы 18 сравнения поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 19 и на первый вход элемента И 20. Триггер 19 переключается в нулевое состояние (фиг, 2, д, е). Тэк как во время переключения тригге1695291

10 ра 19 в нулевое состояние на его прямом выходе еще находится потенциал логической единицы, то на выходе элемента И 20 появляется импульс логической единицы, длительность которого равна времени переключения триггера 19:

С выхода элемента И 20 импульс логической единицы поступает на выход 38 экстремума выборки устройства, на первый вход элемента И 3 и через элемент ИЛИ 22 на управляющие входы группы элементов И

26 и на счетный вход счетчика 27 номера экстремума (фиг, 2, з). Появление импульса логической единицы на выходе 38 экстремума выборки устройства свидетельствует о наличии локального минимума функции

В5 = 5, поступающего с информационного выхода 37. локальных экстремумов потребителю. С выходов разрядов счетчика 23 номера двоичный код номера пятой выборки N = 5 через группу элементов И 26 по выходу 41 кода номера выборки устройства выдается потребителю. В счетчик 27 номера экстремума записывается двоичный код Е = 2 номера второго экстремума, который с выходов разрядов счетчика поступает по выходу 40 кода номера экстремума .устройства к потребителю. В счетчик 23 номера выборки записывается двоичный код номера шестой выборки de = 6 по заднему фронту второго сигнала, поступающего с второго выхода распределителя 17 импульсов. Третий синхросигнал, поступающий с третьего выхода распределителя импульсов, проходит на выход 36 окончания сравнения устройства.

Так как значение двоичного кода седьмой выборки d7 = 20 больше верхнего ds

=18, то на выходе А > схемы 9 сравнения потенциал логической единицы.

Первый синхросигнал с первого выхода распределителя 17 импульсов поступает через элемент 2И-ИЛИ 25 на выход 36 окончания сравнения устройства, что сви-. детельствует об окончании процесса сравнения данного кода выборки и о запросе устройством последующего кода выборки ds.

Так как на входы разрешения записи регист ров 15 и 16 поступает потенциал логического нуля, то первый и второй синхросигналы, поступающие на входы синхронизации регистров с первого и второго выходов распределителя 17 импульсов, не изменяют содержимое регистров 15 и 16. Триггер 19 остается в нулевом состоянии, а в счетчик.

23 номера .выборки записывается двоичный код номера седьмой вборки N = 7 по заднему фронту второго синхросигнала, поступающего в сторого выхода распределителя 17 импульсов. Третий сИнхросигнал, 5

10 поступления двоичных кодов выборок больше верхнего порога Я > d> (20 > 18) и меньше нижнего порога d1 < d (1 < 2) отмечены заштрихованными зонами, в которых уст15 ройство не изменят содержимое регистров

15 и 16 и триггера 19.

Так как выше рассмотрены все возможные ситуации, возникающие при работе устройства для определения экстремумов, то

20 в последующих тактах устройство функ45 ской единицы на выходах А < и А > схемы 18 .сравнения (фиг. 2в, r). Это означает, что на

50 выход установки триггера 19 поступает по55

40 поступающий с третьего выхода распределителя 17 импульсов, не поступает на выход

36 окончания сравнения устройства. Следовательно, при поступлении на информационный вход 28 устройства двоичного кода выборки больше верхнего порога dl > da или меньше нижнего порога di < de, устройство не изменяет своего состояния, а только увеличивает на единице содержимое счетчика 23 номера выборки. На фиг. 2, б случаи ционирует аналогично. Каждый раз при изменении монотонного характера поступающих значений двоичных кодов выборок исследуемой функции с возрастающего на убывающий, т.е. di-1 < б1> б1+ 1, или с убывающего на возрастающей, т.е.di-1 > dl

< di + 1, устройство выдает потребителю значение локального экстремума выборки с информационного выхода 37 локальных экстремумов устройства, код номера выборки исследуемой функции с выхода 41 устройства, порядковый номер локального экстремума с выхода 40 устройства. сопровождаемые импульсом логической единицы на выходах 38 и 39 экстремумов выборки устройства. При этом проверяется условие соответствия значения исследуемых кодов выборок по допусковому диапазону.

Если значение двоичного кода б1 + 1-й. выборки равно значению двоичного кода б1-й выборки, например d10= бэ = 4, d12 =d11=14, 014= 01з= 10(фиг. 2, а), то в данных случаях в регистрах 15 и 16 содержатся одинаковые значения кодов выборок А10

B10 = 4, A12 = B12 = 14, A14 = B14 - =10 (фиг, 2,.б). Следовательно, в данные моменты времени будут отсутствовать сигналы логичетенциал логического нуля. Поэтому триггер

19 не изменяет своего состояния (фиг. 2, д, е) при поступлении равных значений кодов выборок исследуемой функции. Формирование импульсных сигналов на выходах 38 и Д9 экстремумов выборки устройства за-. висит от изменения монотонного характера поступающих значений двоичных кодов выборок исследуемой фукнции (фиг. 2, ж, э);

Таким образом, в процессе работы устрой1695291

10

15 ство определяет локальные экстремумы функции в следующем порядке:

1, Е = 1, локальный максимум бЗ = В4 =

=10,N=Ç,N =4;

2. Е = 2, локальный минимум ds = Ве = 5, N=5,N =6:

3. Е = 3, локальный максимум d7 = Вв =

=16,N=7,N =8;

4. Е = 4, локальный минимум d1o = В11 =

=4,N=10,N =11;

5, Е = 5, локальный максимум d12 = В 13=

=14,N=12,N =13.

В пятнадцатом такте работы при поступлении на информационный вход 28 устройства кода выборки б1ь = 6 будет определено, что плоский участок функции d14 =

= б1з = 10 не является ее экстремумом (фиг. 2, б), Действительно, триггер 19 установлен в единичное состояние, поэтому ,,импульс логической единицы, поступающий с выхода А схемы 18 сравнения (фиг. 2, в) на вход установки в единичное состояние триггера 19 подтверждает его единичное состояние (фиг. 2, д), Следовательно, в процессе работы устройство определяет все локальные экс тремумы любой функции в заданном допусковом диапазоне значений исследуемых кодов выборок.

Рассмотрим работу устройства в режиме определения абсолютных экстремумов выборок исследуемой функции.

На установочные входы 30 и 31 верхнего и нижнего порогов устройства подается минимальный и-разрядный двоичный код

<00...0 >2 и максимальный и-разрядный двоичный код <11...1> 2 соответственно значения верхнего de = min и нижнего бм = max порогов, которые через группы элементов

ИЛИ 1 и 2 поступают на установочные входы соответственно регистров 7 и 8 верхнего и нижнего порогов, На вход 32 начальной установки устройства подается сигнал логической единицы, который через элементы

ИЛИ.5 и 6 поступает на входы разрешения записи регистров верхнего 7 и нижнего 8 порогов и обеспечивает запись соответственно двоичных кодов верхнего de и нижнего dH порогов. С выходов разрядов регистров 7 и 8 верхнего и нижнего порогов двоичные коды верхнего и нижнего порогов поступают на вторые группы входов схем 9 и 10 сравнения соответственно, Например, при и = 5 de =<00000> 2 = О, dH =

=<11111> 2 = 31, Для установки режима определения абсолютных экстремумов выборок исследуемой функции на вход 29 задания режима устройства подается потенциал логической единицы, который поступает на

55 первые входы элементов И 3 и 4 и на третий вход элемента 2 И вЂ” ИЛ И 14.

Таким образом, потенциал логической единицы разрешает прохождение синхросигналов с выходов элементов И 20 и 21 через элементы И 3 и 4 на входы разрешения записи регистров 7 и 8 верхнего и нижнего порогов соответственно и разрешает прохождение сигналов логической единицы с выхода элемента ИЛИ 13 через. элемент

2И-ИЛИ 14 на входы разрешения записи регистров 15 и 16.

Потенциал логического нуля с выхода элемента НЕ 11 через элемент 2И-ИЛИ 14 запрещает прохождение сигналов логической единицы с выходов элемента И 12 через элемент 2И-ИЛИ 14 на входы разрешения записи регистров 15 и 16, Следовательно, в регистры 15 и 16 в данном режиме записываются только двоичные коды выборок, значения которых не соответствуют допусковому диапазону, т.е. больше верхнего

di > de или меньше нижнего di < бн порогов, значения которых хранятся в регистрах верхнего 7 и нижнего 8 порогов. Причем значения порогов допускового диапазона de и dH в процессе работы устройства автоматически изменяются и становятся равными соответственно максимальному значению из локальных максимумов и минимальному значению из локальных минимумов функции.

Работа устройства при определении абсолютных максимумов и минимумов исследуемой функции аналогична описанному выше режиму. Отличие состоит в том, что анализу на локальный экстремум подвергаются коды выборки исследуемой функции, не соответствующие допусковому диапазону, т,е, отвечающие неравенству бн = 31 > di > de =.О

Так как в исходном состоянии dH = 31, de = О,то при поступлении на информационный вход 28 устройства двоичных кодов

1 — 4 выборки б1= 1, d2 = 3, бз = 10, d4 =7 (фиг. 3), они будут проанализированы на экстРемУм; т.е. бн = 31 > (d1...бн) > бв = О.

Следовательно, как было описано выше(в режиме определения локальных экстремумов) на выходе 38 устройства в четвертом такте работы появится импульс логической единицы, свидетельствующий о появлении на информационном выходе 37 кода первого локального максимума бз = В4 =- 10, N = 4 (фиг. 2, 3), В четвертом такте работы устройства

N = 4 двоичный код локального максимума

i бз = В4 = 10 с выхода регистра 16 через группу элементов ИЛИ 2. 1 — 2.п поступает на входы регистра 7 верхнего порога, на

1695291 вход разрешения записи которого поступает импульс логической единицы с выхода элемента И 20 через элементы И 3 и ИЛИ 5.

Следовательно, после четвертого такта работы устройства в регистр 7 верхнего порога будет записан двоичный код локального максимума de = Bp = 10, а в регистре 8 нижнего порога будет сохраняться двоичный код б = 31. Поэтому дальнейшему анализу на локальные экстремумы подвергаются коды выборок функции, Значения которых di > de = 10 или d < d = 31 (при появлении сигналов логической единицы на выходе А > схемы 9 сравнения или на выходе А < схемы 10 сравнения.

Так как значение двоичного кода пятой выборки ds = 5 < dg = 31,. то потенциал логической единицы с выхода А < схемы 10 сравнения через элементы ИЛИ 13 и 2И—

ИЛИ 14 поступает на входы разрешения записи регистров 15 и 16. Таким образом, работа устройства в данном режиме аналогична описанному в предыдущем режиме пятому такту; Формирования сигналов логической единицы на выходах 35 и 36 устройства не происходит, В шестом такте работы устройства N =

=6 двоичный код локального минимума dg =

=Be = 5 с выхода регистра 16 через группу элементов ИЛИ 1.1 — 1.п поступает на входы регистра 8 нижнего порога, на вход разрешения записи которого поступает сигнал логической единицы с выхода элемента И 21 через элементы И4 и ИЛИ 6.

Следовательно, после шестого такта работы устройства в регистр 8 нижнего порога будет записан двоичный код локального минимума d„= Be - 5, а в регистре 7 верхнего порога будет сохраняться двоичный код de = 10. Поэтому дальнейшему анализу на локальные экстремумы подвергаются коды выборок функции, значения которых

dl > de = 10 или Ф < бн = 5.

Работа устройства в последующих тактах полностью аналогична описанной выше. При этом в восьмом такте работы в регистр 7 верхнего порога будет записан двоичный код седьмой выборки Я = Вв =

=20, а в одиннадцатом такте работы в регистр 8 нижнего порога будет записан двоичный код десятой выборки 0ю = 811 = 4, причем коды выборок б1 = Ф = 14, dn = = б14 = 10, d>s - 6 соответствуют допусковому диапазону de < dl < de, где dg = 4, de =

=20, т.е. не подвергаются анализу на экстремум. Таким образом, для определения абсолютных экстремумов предлагаемое устройство выявляет не все локальные экстремумы, а только те, которые не соответствуют определенному допусковому диапазону.

Формирование сигналов запроса следующего кода выборки на выходе 36 окончания сравнения устройства в режиме определения абсолютных экстремумов происходит аналогично режиму определения локальных экстремумов.

Следовательно, в процессе работы предлагаемое устройство определяет абсолютные экстремумы любой функции в

Формула изобретения

Устройство для определения экстремумов, содержащее регистр нижнего порога, первую и вторую схемы сравнения, первый и второй регистры, счетчик номера выборки, элемент И, распределитель импульсов, 20 причем выходы разрядов регистра нижнего порога соединены с входами первой группы первой схемы сравнения, информационные входы устройства соединены с

25 установочными входами первого регистра, выходы разрядов которого соединены с входами первой группы второй схемы сравнения и установочными входами второго регистра, выходы разрядов. которого соединены с входами второй группы второй

30 схемы сравнения и информационными выходами локальных экстремумов устройства, вход синхронизации устройства

% соединен с- входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен

35 с входом синхронизации второго регистра, второй выход распределителя импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра и счетным входом счетчика номера выборки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз40 можностей путем определения абсолютных и лОкальных экстремумов и их номеров в допусковом диапазоне и повышения быстродействия, в него введены две группы элементов ИЛИ, третья схема сравнения, регистр верхнего порога, два элемента НЕ, четыре элемента И, четыре элемента ИЛИ, 45 два элемента 2И вЂ” ИЛИ, триггер, группа эле50 метов И, счетчик номера экстремума, причем установочные входы верхнего.и нижнего порогов устройства поразрядно соединены с первыми входами соответственно первой и второй групп элементов

ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходам разрядов второго регистра, вхо-.

55 ды элементов ИЛИ первой и второй групп соединены соответственно с установочными входами регистров верхнего и нижнего порогов, вход задания режима устройства

10 процессе определения локальных экстремумов по значениям функции, не принадлежащим определяемому допусковому, диапазону, 15

1695291

16 соединен с входом первого элемета НЕ, с первым входом первого элемента И, первого элемента 2И вЂ” ИЛИ и первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходам третьего и четвертого элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к входу начальной установки устройства, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с входами разрешения записи регистров верхнего и нижнего порогов соответственно, выходы разрядов которых являются выходами абсолютных экстремумов устройства, информационные входы устройства соединены с входами второй группы первой и входами первой группы третьей схемы сравнения, входы второй группы третьей схемы сравнения подключены к выходам разрядов регистра верхнего порога, выход "Больше" первой схемы сравнения и выход "Меньше" третьей схемы сравнения соединены с входами пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И первого .элемента 2И вЂ” ИЛИ, выход "Меньше" первой схемы сравнения и выход "Больше" третьей схемы сравнения соединены с входами третьего элемен-!, та ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И первого элемента 2И вЂ” ИЛИ, второй вход второго элемента

И которого подключен к выходу первого элемента НЕ, выход первого элемента 2И вЂ” ИЛИ соединен с входами разрешения записи первого и второго регистров, входом второго элемента НЕ с первым входом первого элемента И второго элемента 2И-ИЛИ, вто5 рой вход первого элемента И которого подключен к третьему выходу распределителя импульсов, выход второго элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И второго элемента 2И-ИЛИ, второй вход ко10 торого подключен к первому выходу распределителя импульсов, выход второго элемента 2И вЂ” ИЛИ является выходом окончания сравнения устройства, выход "Больше" второй схемы сравнения соединен с

15 выходом установки в единичное состояние триггера и первым входом четвертого элемента И, выход "Меньше" второй схемы сравнения соединен с входом установки в нулевое состояние триггера и первым вхо20 дом третьего элемента И, прямой и инверсный выходы триггера соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены с выходами экстремумов выбо25 рок устройства и входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами элементов И группы и со счетным входом счетчика номера экстремума, выходы разрядов которого являют30 ся выходами кода номера экстремума устройства. выходы разрядов счетчика номера выборки соединены с вторыми входами элементов И группы, выходы которых являются выходами кода номера выбор35 ки устройства.

1695291

1695291 аМ

Ф А(4S А) юnp

Р У М

8.

0/20

min

023

РИХ з

1695291

40 A/ и 7$ 4 Я/

-0dnacmb Значении больше Кь

Ы4 )Q8 — опасть значении меньше Д с с н

Составитель Е. Иванова

Техред M.Ìîðãåíòàë., Корректор Т, Палий

Редактор А. Лежнина

Заказ 4162 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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