Стохастический компаратор

 

мСКСОН ЦНМ

О и и. с Ф -н-и

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик " 732891

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6() Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 14. 11.77 (2! ) 2543529/18-24 с присоединением заявки K (23) Приоритет

Опубликовано 05.05.80 Бюллетень .% 17

Дата опубликования описания 07 05.80

{51)M. Кл.

G 06 . F 1 5/36

ГооудеРстеенный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 681..3 {088.8) В. В. Яковлев, P. Ф. Федоров, A. В. Яковлев и П. Кавалец (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им, академика В. Н. Образцова (7!) Заявитель

{54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при исследовании случайных процессов.

Известно устройство (1!, содержа.— щее реверсивный счетчик, триггер, эле5 менты И и ИЛИ. Выходы триггера подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами элемента

ИЛИ. На суммирующий вход счетчика

10 подается первая случайная последовательность, а на вычитаюший — вторая случайная последовательнос;ть. В зависимости„:от наличия переполнения счетчика вида +1 или -1 устанавливается, у !

5 какой из последовательностей наибольший уровень вероятности появления символа 1 .

Однако это устройство сложно, так как содержит многоразрядный счетчик, и имеет низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стохас.

2 тический компаратор (2), содержац!ий первый и второй элементы И и элемент

ИЛИ. Первые входы первого и второго элементов И являются соответственно первым и вторым входами компаратора, а выходы первого и второго элементовИ подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом компаратора, ко входам компаратора подключены входы одноименных счетчиков, выходы которых подключены ко входам триг гера и шинам сброса друг друга. Выходы триггера соединены со вторыми входами первого и второго элементов И.

Такое устройство сложно.

Белью изобретения является упрощение компаратора.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный компаратор содержит регистры сдвига, третий, четвертый и пятый элементы И, второй элемент ИЛИ и элемент Запрет . Входы первого и . второго регистров сдвига являются сьответственно первым и вторым входами

732891

40 компаратора. Первые выходы первого регистра сдвига и вторые выходы второго регистра сдвига соединены со вхс дами третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента Запрет". Вторые выходы первого регистра сдвига и первые выходы второго регистра сдвига соединены со входами четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И. Выходы пятого элемента И и элемента "Запрет соединены со входа« ми второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом третьего регистра сдвига. Первый выход последнего 15 разряда третьего регистра сдвига соединен со вторым входом элемента "Запрет и вторым входом первого элемента И. Второй выход последнего разряда третьего регистра сдвига соединен со 20 вторыми входами второго и пятого элемента И.

Структурная схема стохастического компаратора представлена на чертеже, где обозначены первый 1 и второй 2 входы компаратора, регистры- сдвига

3, 4, элементы И 5, 6, элемент Запрет 7, элемент И 8, элемент ИЛИ 9, регистр сдвига 10, элементы И 11, 12 и элемент ИЛИ 13. 30

Первые выходы регистра сдвига 3 и вторые (инверсные) выходы второго регистра 4 соединены с входами элемента И 5 . .Первые выходы второго регистра 4 и вторые (инверсные) выходы 35 регистра 3 соединены с входами элемента И 6. Выход элемента И 5 подключен к первому (запрещающему) входу элемента "Запрет" 7, другой вход которого соединен с первым выходом последнего разряда третьего регистра

10, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 9. Первый вход элемента

ИЛИ 9 соединен с выходом элемента

"Запрет" 7, а второй вход — с выходом

45 ,элемента И 8, первый вход которого соединен с выходом элемента И 6, а второй — с вторым (инверсным) выходом последнего разряда регистра сдвига 10.

Вторые входы элементов И 11 и 12 подключены соответственно к первому и второму (инверсному) выходам последнего разряда регистра 10, а первые входы элементов — соответственно к вхо95 ,дам регистров сдвига 3 и 4 и первым

1 и вторым 2 входам компаратора. Выходы элементов И 11 и 12 соединены с входами элемента ИЛИ 13.

Компаратор работает следующим об-. разом, Сравниваемые последовательности с параметрами Р< и Р подаются соответственно на входы 1 и 2 компаратора и далее на входы — 1- разрядных регистров 3 и 4.

Элемент И совместно с регистром сдвига, обеспечивающим статическую развязку входов элемента И, образует стохатическое устройство умножения.:

При этом для вероятностей на выходах третьего 5 и четвертого 6 элементов И

Р = Р (1-Pg ), е L

Р4 Ъ (1- Р )

Выбором разрядности регистра сдвиг

10, равной f,,обеспечивается статистичес кая развязка между каждым из пропессов, действующих на первых входах элементов 7 и 8> и последовательностью на первом (также и на втором — инверсном} выходе последнего разряда регистра сдвига 10. Следовательно, 4 а() (9 И-9)) 1(рд-9 )) где Рв,„- вероятность символа "1» в последовательности: на первом выходе последнего разряда регистра 10.

Из уравнения (1} видно, что если

Р0) Р, то Р „ 1, если Р < Р, то

P — О. Таким образом, в схеме предлагаемого компаратора обеспечивается необходимая релейная характеристика, причем ее крутизна определяется (при заданных P u P ) только разрядностью

Ь используемых регистров сдвига.

Схема предлагаемого компаратора экономичнее схемы наиболее совершенного из известных устройств по числу используемых элементов вычислительной техники в два и более раз, причем этот показатель увеличивается с ростом отношения — и величины ошибки сравнен ния.

Р

Формула изобретения

Стохастический компаратор, содержащий первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, первые входы первого и второго элементов И являются соответственно первым и вторым входами компаратора, а выходы первого и второго элементов И подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом

732891 го

Составитель Ое Майоров

Редактор Л. Утехина Техред Э. Чужик Корректор М, Вигула

Заказ 1739/39 Тираж. 7 51 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фнлнел ППП Патент, г. Ужгарел, ул. Проентнен, 4 компаратора, отличающийся тем, что, с целью упрощения компаратора, он содержит регистры сдвига, третий, четвертый и пятый элементы И, второй элемент ИЛИ и элемент 5апрет входы первого и второго регистров сдвига являются соответственно первым и вторым входами компаратора, первые выходы первого регистра сдвига и вторые выходы второго регистра сдвига соединены со входами третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента "Запрет., вторые выходы первого регистра сдвига и первые выходы второго регистра сдвига соединены со входами четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход пятого элемента И и выход элемента "Запрет" соединены со входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом третьего регистра сдвига; первый выход последнего разряда третьего регистра сдвига соединен со вторым входом элемента "Запрет"и вторым входом первого элемента И, второй выход последнего разряда третьего регистра сдвига соединен со вторыми входами второ10 го и пятого элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гейнс Б. Стохастическая вычислительная машина, "Электроника", 1967, № 14.

2. Авторское свидетельство СССР № 533931, кл. G 06 F 15/36, 1976 (прототип).