Устройство для определения локальных экстремумов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации . Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения выявления экстремумов при изменении порогового значения, повышение надежности работы за счет исключения сбоев в начале анализируемых массивов функции. Устройство содержит буферные регистры 1, 2, регистр порога 3, схемы сравнения 4 5, блок анализа 6, элемент задержки 7, регистр экстремума 8. триггер 9. счетчик 10 и регистр номера каналов 11.1 з.п.ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ CKMX

РЕСПУБЛИК (st>s G 06 F 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2И. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4785077/24 (22) 22.01.90 (46) 23.10,92, Бюл. N. 39 (71) Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт (72) В.В»Малыгин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1005032. кл, 6 06 F 7/06, l981.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1164694, кл. G 06 F 7/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ (57) Изобретение относится к автоматике и

„„5Q„„1770959 А1 вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации.. Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения выявления экстремумов при изменении порогового значения, повышение надежности работы эа счет исключения сбоев в начале анализируемых массивов функции. Устройство содержит буферные регистры 1, 2, регистр nopora 3, схемы сравнения 4. 5, блок анализа 6, элемент задержки 7. регистр экстремума &. Триггер 9, счетчик 10 и регистр номера каналов 11. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1770959

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано В устройствах обработки информации, в измерительных приборах, когда измеренные параметры сигналов представлены в цифровой форме.

Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения возможности выявления экстремумов при изменении порогового значения и повышения надежности эа счет устранения возможности сбоев в начале анализируемой функции.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для определения локальных экстремумов; на фиг.2 — схема узла формирования сигналов записи и сброса.

Устройство содержит первый и второй буферные дегистры 1, 2, первую и вторую схемы сравнения 3, 4, регистр экстремума

5, регистр порога 6. узел формирования сигналов записи и сброса 7, триггер 8, элемент задержки 9, регистр номера канала 10, счетчик номера канала 11.

При этом информационными входами устройства являются входы первого буферного регистра 1, выходы которого соединены с информационными входами второго буферного регистра 2 и входами первой группы первой схемы сравнения 3, выходы второго буферного регистра 2 соединены с входами второй группы первой схемы сравнения 3, с входами первой группы второй схемы сравнения 4 и с информационными входами регистра экстремума 5. Входы второй группы второй схемы сравнения 4 подключены к выходам регистра порога 6, входы которого являются входами предварительной установки кода, порога устройства. Первый и второй вход узла формирования сигналов записи и сброса 7 соединены соответственно с первым и вторым выходами первой схемы сравнения 3, третий. четвертый и пятый входы узла формирования 7 соединены соответственно с выходами второй схемы сравнения 4, триггера 8 и элемента задержки 9, вход которого является тактоьым входом устройства и соединен с соответствующими входами записи первого 1 и второго 2 буферных регистров. Третий вход первого буферного регистра является входом предварительной установки устройства. Первый, второй и третий Выходы узла формирования 7 соединены соответственно с входами установки в единицу и сброса триггера 8, и с входами записи регистров экстремума 5 и номера канала 10, третий вход триггера 8 является входом логического нуля устройства, Счетный вход счетчика 11 номера канала соедизом

10 Каждый такт поступления кода дискретной выборки исследуемой функции. сопро15

30 предыдущего цикла сравнения, B устройстве произВодится сраВнение каждых двух по50

55 нен с тактовым входом устройства, а выходы соединены с информационными входами регистра 10 номера канала, выходы которого являются выходами кода номера канала устройства. Узел формирования 7 сигналов записи и сброса содержит три элемента ИНЕ, элемент И и элемент НЕ.

Устройство работает следующим обравождается (стробируется) сигналом запуска по переднему фронту которого происходит перезапись информации (сдвиг) из первого буферного регистра во второй с одновременным обновлением информации в первом буферном регистре, а по заднему фронту — прикращение на единицу содержимого счетчика 11 номера канала.

Логика выбора экстремума описываетсА системой неравенств: dl> di-1; di>dl+1:

di>dn, ГдЕ dl, бн1, dl+1 — ПОСЛЕдОВВТЕЛЬНЫЕ выборки исследуемой функции, dn — значение порога. Для идентификации экстремума необходимо в каждый момент времени иметь информацию и трех последовательно

Взйтых Выборках dl-1, cII, cli+1 ДЛЯ этой цели используется два буферных регистра и триггер, хранящий информацию и результате следовательных выборок, осущес вляя в начале проверку только первого и третьи о условий экстремума и если они не Выполняются (cIl «dl-1 d! dn). то значение di уже не может быть локальным экстремумом и проверка третьего условия уже теряет смысл.

Напротив, если первое и третье условия Выполняются (di>di-1, dl>dn), то этот факт фиксируется путем установки триггера 8 в единичное состояние и после записи новой выборки в буферный регистр 1 (б +1) и сдвига предыдущей выборки (di) В буферный регистр 2 уже проверяется выполнение двух других (второго и третьего) условии экстремума. При их выполнении информация об экстремуме записывается в регистры экстремума 5 и номера канала 10 импульсом записи.

Проверка условий экстремума осуществляется двумя схемами сравнения 3 и 4.

Схема сравнения 3 сравнивает смежные выборки, хранящиеся в буферных регистрах 1 и 2, а результат сравнения выдает по двум выходам, соответствующим выполнению условий б1>б1-1 (выход I) после первого цикла сравнения (где dl и бь1 выборки, хранящиеся соответственно в буферных регистрах 1 и 2), и б >4+1(выход II) после второго цикла сравнения (где di и с11+1) Выборки, хранящиеся

1770959

6 после сдвига информации в буферных регистрах 2 и 1 соответственно). Схема сравнения 4 сравнивает значение выборок с величиной порога, хранящейся в регистре 6 пОрога, Результаты сравнения (со схем сравнения), информация о состоянии триггера, а также сигнал записи (с элемента 9 задержки) поступает в узел 7 формированиясигналов записи и сброса соответственно по входам с I no V. В зависимости от состояния этих входов он коммутирует сигнал записи для установки триггера 8 в единичное (выход 1) и нулевое состояние (выход II), а также для локализации экстремума в регистрах 5 и 10 (выход III}. Логика работы узла формирования приведена в табл,1; таблица состояния входов и выходов узла формирования в соответствии с логикой-его работы — в табл,2.

Узел. формирования результатов сравнения выдает положительный сигнал записи для фиксации экстремума (передним франтом сигнала) и отрицательные сигналы для установки триггера в "1" (нулевым по-. тенциалом), и в "0" (задним положительным фронтом).

Элемент задержки формирует импульс записи, так что его передний фронт задерживается относительно переднего фронта сигнала запуска на время гз переходных процессов в буферных регистрах 1, 2 и схемах сравнения 3, 4. Локализация экстремума происходит по переднему фронту импульса записи. а по его заднему фронту и нулевому потенциалу cooTBGTGTBeHH0 происходит сброс и установка триггера.

Пример определения экстремума.

В исходном состоянии регистр Ьэкстремума, счетчик 11 номера канала, регистр 10 номера канала, триггер 8 устанавливаются в нулевое состояние (входы установки на фиг.1 не показаны), а буферный регистр 1— в единичное состояние.

Первая выборка dj по переднему фронту импульса запуска запишется в буферный регистр 1, а установленная в нем ранее информация (на предустановке) перепишется в регистр 2 (бь1).

Первая выборка не может быть экстремумом, поскольку содержимое регистра 1 не может превысить содержимое регистра 2 (оь1 di). Поэтому сигнал записи с элемента задержки не "пройдет" на выходы узла формирования. Так будет продолжаться до тех пор, пока очередная выборка, записанная в регистр 1, не превысит значения выборки в регистре 2 (d >d 1) и nopot.oaoro значения (di>dn). В этом случае узел формирования направит сигнал записи для установки триг20

30 ды пе;::.::ого буферного регистра подклю35

40 порога устройства, выходы счетчика номера

45 что, с целью расширения области примене50 соответственно с первым и вторым выхода55 ми первой схемы сравнения, третий, четвер5

10 гера в "1". Если при приеме следующей выборки dt+> величина предыдущей выборки бь сдвинутой.в регистр 2, превысить значение только что записанной в регистр 1 выборки. а также значение уровня порога d> (di?d>+p, dI>dn), т,е. выполняются условия (1), узел формирования направит сигнал записи для локализации найденного экстремума и для последующего сброса триггера, 8 других случаях (dI б +1, d(dn) сигнал записи будет направлен узлом формирования только для сброса триггера.

Таким образом, идентификация экстремумов происходит в темпе поступления выборок, все выборки поочередно проверяются на выполнение условия экстремума, причем полученный результат достоверен на всей области исследуемой функции. При этом сложность устройства не зависит от количества дискретных выборок исследуемой функции.

Формула изобретения

1. Устройство для определения локальнь1 экстремумов, содержащее два буферны. ; регистра. регистр порога, две схемы сраь:;-:ения, триггер, счетчик и регистр номера . а::. а, причем информационные входы

net ".-..: буферного регистра являк)тся инфорь-;:..:., иннами входами устройства, выхочены к входам первой группы первой схемы сравнения и информационным входам второго бу.)ерного регистра, выходы которого соединены с входами второй группы первой схемы сравнения и с входами первой группы второй схемы сравнения, входы второй группы которой подключены к выходам регистра порога„входы которого являются входами предварительной установки кода какала соединены с информационными входами регистра номера канала. выходы которото являются выходами кода номера канала устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ния за счет обеспечения выявления экстремумов при изменении порогового значения и повышения надежности за счет устранения возможности сбоев в начале анализируемой. функции, оно.содержит элемент задержки, регистр экстремума и узел формирования сигналов записи и сброса, первый и второй входы которого соединены тый и пятый входы блока узла формирования соединены соответс геенно с выходами второй схемы сравнения, триггера и элемента задержки, вход которого является тактовым входом устройства и

1770959

G б л и i, р 1р

j Установка триггера В» ЕДИНИЧНОЕ СОСТОЯ .ИЕ

Локализация экстремума, сбрОса

l тр.; гера

Ф

1 р р срос р риггера р

f» II 1 (0

О

0», 0 соединен с соответствурорцими входами:»;aписи первого и второго буферных регистров и .счетным входом счетчика номера канала, третий вход первого буферного регистра является входом предварительной установки устройства, первый, второй и третий выходы узла соединены соответственно с входами установки в "1" и сброса триггера и с входами записи регистров экстремума и номера канала, третий вход трир-гера Является Входом логического нуля устройства, а информационные входы регистра экс-ремума соединены с выходами второго буферного регистра.

2, Устройство по п.2, a - л и ч а Io щ е ес я тем, что узел. формирования сигналов записи и сброса содержит три элемента И—

НЕ, элемент И иэлемент НЕ, причем первый вход блока соединен с первыми входами п>ервого и второго элементов И--НЕ, второй вход — с первым Входом элемента И, третий

5 вход — с вторыми входами первого и второго элемен-ов И вЂ” HF и элемента И, четвертый вход — с третьим входом элемента Ifl, с первым входом третьего элемента И вЂ” HE и через элемент НŠ— с третьим Входом пеового

1р0 элемента И вЂ” HE, пятый ВХОД вЂ” с четвертьрм I входами первого элемента И вЂ” HE, элемента

И и вторым входом третьего элемента ИНЕ, третий Вход котОЛОГО соединен с i3blx0дом второго элемента И вЂ” HE, Выходы

15 первого итретьегсэлемерггов И-НЕ, а гакже элемента И ЯВлйютсЯ соотеетср Венно "I8p вым Вторым и р ретьим Бьрходамк Олока.

Состояние Коммутация сигнала три -ера зарр иси

Г

ВыхОды рзла Ооми" Озания

Я. °

1770959

Составитель B.Ìàëûãèí

Техред М. Моргентал Корректор .Н. Бучок

Редактор О.Стенина

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

Заказ 3743 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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