Устройство для формирования гистограммы

 

Изобретение относится к рычислительной и измерительной технике и может быть использовано для анализа распределения случайных величин и процессов. Целью изобретения является повышение быстродействия. В схеме устройства каждый из N блоков сравнения состоит из L элементов сравнения. При этом каждый элемент сравнения, кроме последнего, соединение информационными входами соответствующей пары триггеров. Введено (L-1) дополнительных и (L-1) промежуточных регистров . Устройство также содержит регистр , элементы задержки, группы (N+1 ) элементов И, счетчиков, счетчик числа формирований, N регистров границ интервалов. Предлагаемое устройство позволяет повысить скорость обработки данных за счет использования конвейерных принципов обработки поступаюпщх чисел при построении гистограммы. 2 ил. 9 сл ю со 00 о: оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (б1) 4 Г 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3971167/24-24 (22) 29. 10. 85 (46) 23.03.87. Бюл. № 11 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.И.Корнейчук, 10.Н.Виноградов, А.П.Марковский и С.В.Широчин (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1038950, кл. G 06 F 15/36, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 995097, кл. G 06 F 15/36; 1983.

Авторское свидетельство СССР № 922726, кл. G 06 F 7/38, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ГИСТОГРАММЫ (57) Изобретение относится к вычисли- тельной и измерительной технике и может быть использовано для анализа

„Л0„„1298 7 Я А 1 распределения случайных величин и процессов. Целью изобретения является повышение быстродействия. В схеме устройства каждый из N блоков сравнения состоит из L элементов сравнения.

При этом каждый элемент сравнения, кроме последнего, соединен.с информационными входами соответствующей пары триггеров. Введено (L-1) .дополнительных и (L-1) промежуточных регистров. Устройство также содержит регистр, элементы задержки, группы (N+1 ) элементов И, счетчиков, счетчик числа формирований, N регистров границ интервалов. Предлагаемое устройство позволяет повысить скорость обработки данных за счет использования конвейерных принципов обработки поступающих чисел при построении гистограммы. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для анализа распределения случайных величин и процессов.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

В изобретении использован конвейерный принцип обработки информации, направленный на повышение темпа поступления данных при построении гистограммы.

На фиг. 1 дана структурная схема устройства для формирования гистограммы, на фиг. 2 — схема элемента сравнения в одном из возможных вариантов его исполнения.

Элемент сравнения (фиг.2) содержит элементы И-НЕ 15, элементы ИЛИНЕ 16, элементы ИЛИ 17, элементы

НЕ 18.

Устройство работает следующим образом.

98768 2 ния приемом кода регистров 8 и 10, счетным входом счетчика 12 числа фор. мирований гистограмм и входом первого элемента 13 задержки, выход которого связан с входами управления приемом кода регистров 9 и входом второго элемента 14 задержки, выход которого подключен к управляющим входам всех (L-1 ) групп триггеров 3 и 4, счетчиков 6 и входам (N+1 ) элементов И 5 группы.

Устройство содержит N регистров

1,-1„ границ интервалов, выходами 20 соединенных с входами соответствующих М М-разрядных блоков сравнения, каждый из которых содержит L элементов 2 сравнения, первый и второй выходы каждого элемента 2", (i=1,N j= 25

=1,L -1) сравнения подключены через . соответственно первый 3, и второй

»

4; триггеры из (L-1 ) групп к управляющим входам последующих элементов

2;+ сравнения, выходы "Больше" и

"Меньше" каждого элемента. 2"; блока сравнения подключены соответственно к входам элементов И 5; и 5,,„ группы (И+1) элементов И, выход каждого из элементов И 5„ -5„, группы подключены к счетному входу соответствующего счетчика 6,-6„+„ группы (И+1) счетчиков, информационный вход

7 устройства соединен с входами приемного регистра 8, M/L выходов старших разрядов которого подключены к

0 1 I входам всех элементов 2„-2 „ сравнения (M — разрядность поступающих на вход 7 чисел), остальные разряды регистра 8 соединены с входами первого из (L-1 ) промежуточных регистров 9<—

9„,, выходы каждого из которых соединены с входами соответствующих дополнительных регистров 10, — 10... каждый регистр 9„ 10„ (j-=1,L-1 ) имеет (L-j ) М/L разрядов, причем

М/L выходов старших разрядов каждого дополнительного регистра 10 подклю4 чены к входам элементов 2 "

2 " сравнения, а остальные даеряды каждого регистра 10 < (Х=1, L-2) соединены с входами установки промежуточного регистра 9,1, Тактовый вход 11 соединен с входами управлеВ исходном состоянии на регистрах

f — 1 хранятся упорядоченные коды

1 р1 границ интервалов гистограммы, счетчики 6 и 12, как и регистры 8-10, обнулены. С поступлением тактового импульса на вход 11 осуществляется прием поступившего M-разрядного кода числа по входу 7 на регистр 8 и прибавление единицы к содержимому счетчика 1,2. В промежутке времени, определяемом первым элементом 13 задержки, производится сравнение М/L старших разрядов поступившего числа с соответствующими разрядами регистров

Указанное сравнение выполняется на соответствующих первых элементах

I (2 „-2„сравнения всех блоков сравнения, Если код указанных разрядов регистра 8 больше кода соответствующих разрядов регистра 1, то единичный сигнал формируется на первом выходе соответствующего элемента сравнения, а на втором его выходе — сигнал нулевого уровня. При обратном соотношении кодов, поступающих на вход соответствующего элемента сравнения, потенциалы на его выходах имеют противоположнык уровень: на первом — нулевой, на втором — единичный. При равенстве кодов, поступающих на входы соответствующего элемента сравнения, на его обоих выходах формируются нулевые потенциалы. Сигналом с выхода элемента 14 задержки потенциалы с

1 1 выходов элементов 2 -2 сравнения и переписываются на соответствующие триггеры 3 -3„, 4„-4„ групп. Сигналом

1 с выхода элемента 13 задержки производится перепись (M -(L-1 ) М/1.) младших разрядов регистра 8 на регистр 9,.

68 4 при этом на элементах 2 -2 сравнии ваются М/L старших разрядов числа, поступившего последним (хранящимся на регистре 8), с соответствующими разрядами регистров 1, на каждом из элементов 2 -2 „(k=1, Ь ) производится сравнение разрядов с (M(L-k )/Ь)-го по (M(L-k+1 )/L)-й k-го из поступивших чисел (считая первым последнее из поступивших чисел) с соответствующими разрядами регистров 1. Сигналом с выхода элемента 13 задержки содержимое разрядов, не участвовавших в сравнении, всех чисел, кроме L-го (все разряды которого приняли участие в сравнении), переписывается с ре» гистров 8, 10 -10 на регистры 9,—

9 соответственно. Сигналом с выхода элемента 14 задержки результаты сравнения (L-1 ) чисел (кроме L-го) фиксируются с выходов элементов 2 сравнения на соответствующих триггерах 3 и 4 групп и, кроме того, открываются элементы И 5 группы, единичный сигнал, сформированный на выходе одного из элементов И 5 (r

2, п ), соответствует нахождению

L-го числа между пороговыми значениями гистограммы, зафиксированными на регистрах 1, и 1,: если единичный сигнал зафиксирован на выходе элемента И 5 группы, то это соответствует

1 тому, что Ь-е число меньше минимального порога, записанного на регистре

1,, если единичный сигнал появляется на выходе элемента И 5„, группы, то это соответствует тому, что L-e число больше наибольшего порога, зафиксированного на регистре 1„.

Единичным сигналом с выхода элемента И 5 группы производится увеличение на единицу содержимого соот. ветствующего счетчика 6.

С приходом очередного тактового импульса описанный цикл работы уст-, ройства повторяется. Содержимое счетчиков 6 соответствует количеству поступивших чисел, находящихся в соответствующих пределах.

20

40

55

3 12987

С поступлением очередного тактового импульса на вход 11 на регистр 8 по входу 7 записывается новое (второе) число, а содержимое регистра 9

1 переписывается на регистр 10, к содержимому счетчика 12 прибавляется единица. За период, определяемый элементом 13 задержки, производится сравнение М/L старших разрядов второго из поступивших чисел с соответствующими разрядами регистров 1 на

1 f элементах 2,-2 „ и сравнение М/Ь разрядов (с M(L-2)/L-ro по M(L-1)/1-й) первого из поступивших чисел, хранящегося на регистре 10,, с соответствующими разрядами регистров 1 на элементах 2,-2 сравнения, при этом на

2 управляющий входы последних поступаГ (I I ют сигналы с триггеров 3 -3 и 4 -4 л ь групп так, что каждый из элементов

2 2

2„-2„производит сравнение поступающих на его входы кодов только в том случае, если на его управляющие входы подаются потенциалы нулевого уровня (т.е. если сравнение старших М/Ь раз->5 рядов кода поступившего первым числа с соответствующими разрядами соответствующего регистра 1 не выявило больmего иэ них), в противном случае на выходах упомянутых элементов сравнения формируются потенциалы, идентичные поступающим на управляющие входы.

По сигналу с выхода элемента 13 задержки несравнившиеся разряды первого и второго чисел с регистров соответственно 8 и 10, записываются на регистры 9„ и 9 соответственно. По сигналу с выхода элемента 14 задержки результаты сравнения фиксируются на соответствующих триггерах 3 и 4 групп.

В дальнейшем работа устройства повторяется по описанному принципу 45 так, что одновременно обрабатывается

Ь поступивших последовательно на вход

7 чисел. По тактовому импульсу, подаваемому на вход 11, производится прибавление единицы к содержимому счетчика 12 и запись вновь поступившего числа на регистр 8, а также перепись не обработанных на предшествующих тактах работы разрядов (L-1) чисел, поступивших ранее с регистров 9 -9„

1 на регистры 10 -10„, соответственно.

За период, определяемый элементом 13 задержки, производится сравнение частей L слов.с пороговыми значениями, Формула изобретения

Устройство для формирования гистограммы, содержащее N регистров границ интервалов, группу из N+ 1 элементов

И, счетчик числа формирований гистограмм, группу из N+i счетчиков, N Мразрядных блоков сравнения, приемный

5 12 регистр, информационный вход которого является информационным входом устройства, М/L выходов старших разрядов приемного регистра подключены к первым информационным N входам M-разрядных блоков сравнения, вторые информационные входы которых соединены соответственно с разрядными выходами М регистров границ интервалов, выходы

"Больше" и "Меньше" каждого i-ro блока сравнения (i=1, N ) соединены соответственно с входами i-ro и (i+1)-ro элементов И группы, выходы элементов

И группы подключены к счетным входам соответствующих счетчиков группы, вход счетчика числа формирований гистограмм является тактовым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, каждый из N M-разрядных блоков сравнения содержит L элементов сравнения, а в устройство введены L-1 групп триггеров по 2 И в каждой группе, два элемента задержки, 1

L-1 дополнительных и L-1 промежуточ- ных регистров, число разрядов каждого

j-ro (j=1 L-1) из которых равно

О -j ) M/L, при этом выходы каждого промежуточного регистра подключены к входам соответствующего дополнительного регистра, М/L выходов старших разрядов каждого j-го дополни987б8 тельного регистра подключены к первым информационным входам (j+ 1 )-х элементов сравнения всех блоков сравнения, а выходы остальных разрядОв каждогО Й гО дополнительного регистра (t=l, L-2 ) соединены с разрядными входами (1+1)-го промежуточного регистра, информационные входы первого промежуточного

10 регистра подключены к выходам М—

-М/L младших разрядов приемного регистра, выходы "Больше" и "Меньше" всех Ь-1 элементов сравнения соединены с информационными входами соот15 ветствующих триггеров групп, выходы триггеров каждой группы соединены соответственно попарно с первым и вторым управляющими входами последующих элементов сравнения, при этом

2р входы управления приемом кода приемного и дополнительных регистров, а также вход перв<й"o элемента задержки объединены и являются тактовым входом устройства, выход первого элемен25 та задержки соединен с входом управления приемом кода промежуточных регистров непосредственно, а через второй элемент задержки — с управляющими входами триггеров

30 групп, с соответствующими входами элементов И группы и счетчи ков группы.

1298768

Уиг. 1

Составитель Э.Сечина

Техред Л.Сердюкова-: Корректор О.Луговая

Редактор Е.Папп

Заказ 891/52 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная,4