Стохастический функциональный преобразователь

 

Союз Советскик

Социалистичесние

Республик

О П И С А Н И Е ()734720

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (22) Заявлено 03,01.78(21) 2564217/18-24 (51).М. К.п. (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву— с присоелинением заявки Ж

4 06 F 15/36

1/02

Государственный комитет (23) Приоритет по лелем изобретений и открытий (53) УДК 681.325, (088.8) Опубликовано 15.05.80, Бюллетень М 18

Лата опубликования описания 20.05,80 (72) Авторы изобретения в -- ) Т"

:. з в . —., ) ""г4 - -.;;i; 1с

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусской ССР

Г. A. Велигурский и В. С. Овсянников (7! ) Заявитель (54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ ФУНКБИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении автоматических статистических оптимизаторов. известен стахастический функциональный преобразователь, содержаший дешифРатор )ч -разрядных двоичных чисел, вход дешифратора, регуляторы уровня сигнала, выходы которых объединены схемой ИЛИ, выходную клемму преобразователя, управляемые вентили, пороговые элементы с

1О регулируемым порогом срабатывания, генератор шума 1).

Недостатком устройства является низкая точность, обусловленная применением

15 пороговых элементов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стохастический функциональный преобразователь, со20 держаший генератор импульсов, датчики равномерных двоичных чисел, элементы

И, ИЛИ, цифровой генератор функций, коммутатор 2g.

Однако стохастический функциональный преобразователь не обеспечивает управление вероятностью появления выходных импульсов в зависимости от знака входного сигнала.

Бель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения управления вероятностью появления выходных импульсов в зависимости от знака входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в стохастический функциональный преобразователь, содержаший группу элементов И, выходы которых через первый элемент ИЛИ соединены с выходом преобразователя, первые входы группы элементрв И соединены с выходами реверсивного счетчика соответственно, а вторые входы группы элементов И соединоны с выходами группы элементов ИЛИ соответственно, входы KoTopbDc соединены с выходами дешифратора соответственно, входы которого являются входами преоб3 734 раэователя, введены второй элемент ИЛИ, первый и второй элементы И и элемент

НЕ, вход которого соединен с и -ым выходом реверсивного счетчика, а выход элемента HE соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом + преобразо вателя, а выход первого элемента И соединен с суммируюшим входом реверсивного счетчика, вычитаюший вход которого соединен с выходом второго элемента И, первьй вход которого через второй элемент ИЛИ соединен с выходами реверсивного счетчика, второй вход второго элемента ИЛИ является входом — преобразователя, а третий вход второго элемента И обьединен с третьим входом первого элемента И и является входом

Управление преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема стохастического функционального преобразователя; на фиг. 2 — график зависимости вероятности появления выходных импульсов Р от числа реверсивного счетчика А (для случая N =4) °

Стахастический функциональный преобразователь содержит дешифратор 1 JV"

-разрядных двоичных чисел, вход 2 дешифратора, группу элементов 34 -3 „4

ИЛИ, группу элементов 4„-4и+ И, первый элемент 5 ИЛИ, выход 6 преобразователя, (N +1) — разрядный реверсивный счетчик 7, второй элемент 8 ИЛИ первый элемент 9 И, второй элемент

10 И, элемент 11 НЕ, клемму 12 положительный знак входного сигнала", клемму 13 "отрицательный знак входного сигнала, клемму 14 "импульс управления . Входы элементов 34-З ц 4 ИЛИ подключены к выходам дешифратора 1, а выходы соединены с сигнальными входами соответствуюших элементов 4 -414 „

И, выходы которых обьединены иервьж элементом 5 ИЛИ. Управляюшие входы элементов 44-4 + подключены к соответствующим выходам реверсивного счетчика 7. Входы второго элемента

8 ИЛИ соединены с выходами реверсивного счетчика 7, а выход подключен к первому входу второго элемента 10 И.

Первый вход первого элемента 9 И соединен через элемент 11 НЕ с выходом {М +1)-го разряда реверсивного счетчика 7. Вход сложения реверсивного счетчика 7 подключен к выходу первс го элемента 9 И, а вход вычитания— к выходу второго элемента 10 И, 720 а

Преобразователь работает следуюшим образом.

В реверсивном счетчике 7 (фиг. 1) устанавливается (й +1) разрядное

5 двоичное число А, На вход 2 дешифратора 1 поступают случайные равновероятные f4 разрядные двоичные числа с генератора случайных чисел (на фиг. 1 не показан), При этом с каждого i -ro

l0 выхода дешифратора 1 на каждый вход элементов 3 -3,4 ИЛИ поступают им4 пульсы с вероятностью Р;= " Й (i =1,2, . .

° .,2 ). Так, например дпя Й =4 (см.

p. = л q nh4 = л /лб

15 1

В результате соответствуюшего сложения вероятностей Р; с соответствуюших выходов элементов 3 -3 „ИЛИ на соответствующие сигнальные входы

20 элементов 44 -4н+ И поступают импульсы, вероятность появления которых равР 1. 1 .. 1.

g& l 2 2N R i" и; 1 д+

Например, для N =4 Р<- /р4= j g,ò.е, 4 4 4/

25 вероятность появления импульса на сигнальном.входе элемента 44 И с выхода схемы 3 равна 1/16. Аналогично

Р= "/в+ "/46= /в, Р= /46

Р- /4б= t;Р

3 V

При наличии высокого потенциала 1 на управляюшем входе элемента с его

35 выхода на один иэ входов первого элемента 5 ИЛИ с соответствуюшей вероят остью поступают импульсы. Вероятность Р появления импульсов на выходе

Е

6 преобразователя равна сумме вероят40 ностей появления импульсов с выходов открытых элементов И. Например, если в счетчике 7 записан код 01000 (фиг, 2), т.е. А = 01000, то вероятность = 8 "."!2 (при этом управляюшне

45 ГЯ входы элементов И имеют состояния

Таким образом, вероятность Р зависит от числа А реверсивного счетчика 7, т.е.

P =5(A) (фиг, 2). Изменение числа А происходит в соответствии с алгоритмом

= А + д6111AQ

) 1,) 6 (1) где А — значение числа А в -ом со55 стоянии реверсивного счетчика;

А — значение числа Л в (д +1) ì

3+( состоянии реверсивного счетчиФ ка

4720

l5

35

5 73

4 — величина изменения числа А при переходе счетчика из -го состОяния в (Х +1) (б = 1у2, ° ° ° yK) j

Bier < — знак входного сигнала

Счетчик 7 осушествляет суммирование или вычитание в зависимости от знака входного сигнала С . Если sign8>0 то с клеммы 12 "положительный знак входного сигнала" на второй вход элемента 9 И" подается высокий потенциал "1, а с клеммы 13 отрицательный знак входного сигнала на второй вход элемента 10 И вЂ” низкий;потенциал

"0 . В этом случае при поступлении импульсов управления с клеммы 14 на третий вход элемента 9 И и отсутствии сит нала "запрет сложения" на первом входе элемента 9 И происходит увеличение числа А на величину сР . Сигнал запрет сложения" появляется при Р =1

1 (в этом случае открыт лишь элемент

4 и+1 И). Например, дпя случая N =4 (фиг. 2) сигнал запрет сложения", т.е. наличие низкого потенциала "0 на первом входе элемента 9 И имеет место при А=10000. Импульс управления с клеммы 14 на третьи входы элементов 9 И и 10 И поступают сериями.

Число импульсов в одной серии равно

cf, где d =1,2,...,К. Дпя N =48(8, Например, если А „=01000, для которого Р = 8 /и д =1, то с клеммы г

14 на вход сложения счетчика поступит один импульс и счетчик примет новое

М состояние А = Ао +б=01000Ю0001=

=01001, для которого Р =8/16+1/16=

9/16. Если 0 =8, то А„=01000+

Ю1000=10000, для которого Р =8/16+

+8/16=1. Если siqo Q СО, то с клеммы

13 "отрицательный знак входного сигнала на второй вход элемента 10 И подается высокий потенциал 1, а на втсорой вход элемента 9 И вЂ” низкий потенциал 0 . В этом случае при поступлении импульсов управления с клеммы 14 и отсутствии сигнала запрет вычитании на первом входе элемента 10 И происходит уменьшение числа А на величинусй может изменяться дискретно в пределах 0-1.

Предлагаемый стохастический функциональный преобразователь, в Отличие от известного, позволяет автоматически производить управление вероятностью появления выходных импульсов в зависимости от знака входного сигнала.

Такая возможность стохастического преобразователя позволяет построить полностью автоматизированные . стохастические устройства по оптимизации параметр ров элементов исследуемых схем, представленных в виде реального макета..

Т.е. осуществляется автоматическая оптимизация схемы на поздней стадии ее проектирования, когда после ориентировочного расчета схемы и вычерчивания ее возможного варианта создается макет на котором осушествляется окончатешная доработка схемы

Устройство оптимизации, в котором основным элементом является автоматический стохастический преобразователь, значительно, сок рашает время проектирования схем, что позволяет решать одну из важнейших задач повышения зфФективности использования новых разработок в промышленности — сокрашение времени от начала разработок новых устройство до их внедрения.

Формула изобретения

Стохастический функциональный преобразователь, содержаший группу злемеи . тов И,выходы которых- через первый элемент ИЛИ соединены с выходом преобразователя, первые входы группы элементов И соединены с выходами реверсивного счетчика соответственно, а вторые входы группы элементов И соединены с выходами группы элементов ИЛИ соответственно, входы которых соединены с выходами дешифратора соответсч венно, входы которого являются входами преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразоватеСигнал запрет вычитания" появляется при Р =0 (в этом случае все элементы 4„-4И 4 закрыты, т. е. иавоех выходах реверсивного счетчика установились нули ) .

Следовательно, при изменении знака входного сигнала вероятность появления импульса на выходе преобразователя 6 ля за счет обеспечения управления вероятностью выходных импульсов в зависимости от знака входного сигнала, он содержит второй элемент ИЛИ, первый и второй элементы И и элемент КЕ, вход которого соединен с g -ым выходом реверсивного счетчика, а выход элемента

НЕ соединен с первым входом первого

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 428375, кл, С» 06 F 1/02, 1972, 2, Авторское свидетельство СССР по заявке 14 2515659/18-24, 1977 (прототип) .

734720 8 элемента И, второй вход которого явля- нен с третьим входом первого элемента ется входом + преобразователя, а вы- И и является входом Управление преобход первого элемента И соединен с сум» разователя. мируюшим входом реверсивного счетчика, вычитаюший вход которого соединен с вьвходом второго элемента И, первый вход которого через второй элемент ИЛИ сое динен с выходами реверсивного счетчика, второй вход второго элемента ИЛИ является входом -" преобразователя,а третий вход второго элемента И обьеди734720

Составитель А. Карасов

Редактор Н. Кравцова Техред Я. Бирчак Корректор M. Шароши

Закаэ 2226/13 Тираж 751 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открьпий

113035е Москва, Ж«35, Раушскаи наб., д» 4/5

Филиал ППП Патент,, r. Ужгород, ул. Проектная, 4