Генератор функций уолша

 

Союз Советских

Соцналисткче скин респубпнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()781819 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 20.11,78 (21) 2685718/18 — 24 с прнсоелнненнем заявки J%

Ф (51)M. Кл, G 06 F 15/31

Государственный комитет (23) Приоритет

СССР по делам изооретений н открытий

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень Ж 43

Дата опубликования описания 23.11.80 (53) Уд К681.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

А, А. Докучаев, В. А. Зенцов, С. Н). Ржеуцкая и С. Ф. Свиньин

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (7I ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИИ УОЛША

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре сжатия информации при передаче данных, для спектрального анализа случайных процессов и т.д.

Известен генератор функций Уолша, содер5 жащий счетчики, сумматоры по модулю два, элементы И (1) .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор функций

Уолша, содержащий регистры номера функции и аргумента, сдвиговый регистр, триггер, эле. менты И (2).

Недостатком известных генераторов является невозможность генерирования интегральных функций Уолша, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора, состоящее в возможности генерирования интегральных функций Уолша.

Поставленная цель достигается тем, что генератор функций Уолша, содержащий кольцевой регистр сдвига номера функции, кольцевой регистр сдвига аргумента, регистр сдвига, триг2

rep, элементы И, содержит блок формирования пачек импульсов, блок преобразования прямого кода в дополнительный и дополнительный триггер, причем вход блока формирования пачек импульсов является тактовым входом генератора функций Уолша, первый, второй и третий выходы блока формирования пачек импульсов подключены соответственно к тактовым входам регистров сдвига номера функции, аргумента и первому входу первого элемента

И, выход которого подключен к тактовому входу регистра сдвига, выход регистра-сдвига аргумента подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выход регистра сдвига номера функции — ко второму входу третьего элемента И и единичному входу дополнительного триггера, нулевой выход которого подключен ко вторым входам первого и второго элементов И, а единичный — к третьему входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетному входу триггера, выход которого является выходом знакового разряда генератора функций Уолша, выход второго элемента И подключен ко входу регистоа сдвига, выход

781819 первого разряда которого подключен к управляющему, а выходы всех других разрядов — к информационным входам блока преобразования . прямого кода в дополнительный, выходы которого являются выходами генератора функций

Уолша.

На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора функций Уолша; на фиг. 2— первые восемь функций Уолша и соответствующие им интегральные функции. !О

Генератор содержит регистры сдвига номера функции 1 и аргумента 2, регистр 3 сдвига, блок 4 преобразования прямого кода в дополнительный, триггеры 5 и 6, элементы И 7 — 9, блок 10 формирования пачек импульсов, так- 1s товый вход 11.

Генерируемые интегральные функции Я {х) определяются следующим образом:

А

g (х) =2 Jw ()dLX, М (X=0) =О {1) где »о,,„>-1 — номер функции в коде Грея;

М вЂ” число разрядов в представлении номера;

K e g 1 ... И вЂ” порядок.

Порядок K может быть определен из пред ставления функции Уолша Ж (}() через функпии Рапемахеоа

%<(X) =R,{X) R.(X)..Ä, {g). Р, (Х1 ()

"Р""ем I (j с, 6 с k, Интегрируя (2) по частям, получаем Х д. " - ) ") !- J)) )Х)ЙХ=9/ (x) IN )x))

k к р ( где w (х) = R. (Х1. Й . (х1... Р, (х) . р

Таким образом, сомножитель ц (х) определяет знак, а .)" ) Й ()f) 4,х — моду ль вычисляемой фуйкции М (Х), Значения аргумента х и номера 4, функ. ции 1)1 (Э ) задаются в устройстВе в виде

40 двоичных кодов X=- х Х ... х

1,7.

b.=d.„* " d-< причем 1 и и определяют разрядность регистров 2 и 1. Очевидно, должно выполняться L >Н поскольку это условие дает возможность вычислять значения всех функций М, (Х) не только в вершинах треугольников фиг. 2, но и в промежуточных точках. Если, — старший из разрядов, представленных единицей в коде Й, то

k» И- p+ < и для получения кода )) достаточно положить сьр = О, т.е.

Вычисление значения w fx) осуществляется по формуле

yj (х1=(Х Лр 1О+{Х AQ )0+...0

1!э 1 К 2. M-— 1

:3(к„л 9.)), (5) 4

Ф а модуля интегральной функции — ))o формулам (1=Π— )М (х) =Х„Х ... Х„; (6 )1

Генератор функций Уолща работает следующим образом.

Значения функций вырабатываются последовательно для каждого значения ))(, начиная с 4. = О. Каждое значение ) 1,((к) вычисляется за /„+1 тактов работы гейератора. После окончания вычисления одного значения функции на регистре 1 сохраняется код номера этой функции, а на регистре 2 — код аргумента. Знак вычисленной функции снимается с выхода 12 триггера 5, причем нулевому состоянию триггера соответствует знак "+, а единичному состоянию — знак "- . Модуль вычисленного значения функции снимается с параллельных выходов 13 преобразователя 4. После этого содержимое регистра 1 номера функции увеличивается на единицу и повторяется процедура вычисления значения функции Й»1,(К) для следующего номера и т.д.

В исходном состоянии на регистре 1 установлен код номера функции, на регистре 2 установлен код аргумента, а на всех остальных регистрах и триггерах — нулевой код. Тактовые импульсы начинают поступать на вход 11 блока 10, который обеспечивает подачу на регистр 3 через элемент И 9 всех L + 1 импульсов, на регистр 2 — первых L импульсов, а на регистр 1. — только импульсов с (1,— — 6+1)-го по 1. -ый.

Первые L.-Ф импульсов поступают на сдвиговый вход регистра 2 и через открытый сигналом с нулевого выхода триггера 6 элемент

И 9 на сдвиговый вход регистра 3. Каждый из этих импульсов вызывает циклический сдвиг содержимого регистра 2 вправо, сдвиг содержимого регистра 3 вправо и передачу содержиI мого младшего разряда регистра 2 в старший разряд регистра 3 через открытый сигналом с нулевого выхода триггера 6 элемент И 8. Таким образом, через L- Й тактов работы на регистре 3 оказываются l.- ht младших разрядов аргумента 1ь

Начинал с (g — ф+1).ro такта, следующие импульсов поступают также иа сдвиговый вход регистра 1, вызывая циклический сдвиг его содержимого влево. При эхом в соответствии с (5) на выходе элемента И 7 формируются конъюнкции соответствующих разрядов кодов

) и pi . Эти значения суммируются по модулю 2 на триггере 5 со счетным входом.

78181

Триггер 6 используется для выявления первой единицы в коде aL со стороны старших разрядов.

Изменение состояния триггера 6 закрывает элементы И 8 и 9, что приводит к разрыву цепи передачи между регистром 2 и регистром

3 и цепи подачи сдвиговых импульсов на регистр 3. К этому моменту на регистре 3 находится код х, я, ...,,х, старший разряд

М 3аЧ"" 4 )

У которого используется для управления 10 преобразователем 4. На выходе преобразователя 4, в соответствии с (6б), формируется значение J tA (g) )., В случае ф.=Q триггер 6 не изменяет своего исходного состояния "0", и последний импульс, который подается только на элемент

И 9, вызывает еще один сдвиг содержимого регистра 3, так что в его информационных разрядах 1+ 4 оказывается код аргумента х, а в нулевом разряде — "0".

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более широкими функциональными возможностями, так как оно вычисляет не только значение функции

Уолша, но и значение треугольной функции.

Такое расширение функциональных возможностей обеспечивается незначительным усложнением схемы. При этом с увеличением длины обрабатываемых кодов аргумента и номера функции увеличивается длина только регистров 1, 2 и 3, а число остальных элементов схемы не меняется. В схеме прототипа при увеличении длины обрабатываемых кодов увеличивается не только длина трех регистров, но и число элементов И.

Ф ормула изобретения

Генератор функций Уолша, содержащий кольцевой регистр сдвига номера функции, кольцевой регистр сдвига аргумента, регистр сдвига, 9

6 триггер, элементы И, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора функций

Уолша, состоящего в возможности генерирования интегральных фугкций Уолша, он содержит блок формирования пачек импульсов, блок преобразования прямого кода в дополнительный и дополнительный триггер, причем вход блока формирования пачек импульсов является тактовым входом генератора функций Уолша, первый, второй и третий выходы блока формирования пачек импульсов подключены соответствен но к тактовым входам регистров сдвига номера функции, аргумента и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу регистра сдвига, выход регистра сдвига аргумента подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выход регистра сдвига номера функции — ко второму входу третьего элемента И и единичному входу дополнительного триггера, нулевой выход которого подключен ко вторым входам первого и второго элементов И, а единичный — к третьему входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетному входу триггера, выход которого является выходом знакового разряда генератора функций Уолша, выход второго элемента И подключен ко входу регистра сдвига, выход первого разряда которого подключен к управляющему, а выходы всех других разрядов — к информационным входам блока преобразования прямого кода в дополнительный, выходы которого являются выходами генератора функций Уолша.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 456268, кл. G 06 F 1/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР N 495658, кл. G 06 F 1/02, 1974 (прототип).