Конвейерное вычислительное устройство

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки и распознавания сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет распознавания сигналов. Это достигается за счет введения в устройство, содержащее блок 8 памяти, L групп вычислительных блоков 1 первого типа по K блоков в каждой, где L - количество классов сигналов, K - максимальное количество отсчетов распознаваемого сигнала, группу элементов И 6, генератор 9 тактовых импульсов, дополнительно К вычислительных блоков 2 второго типа, селектора 3 максимума, блока 4 умножения, компаратора 5 и функционального преобразователя 7. Это позволяет использовать устройство не только для вычисления свертки, но и для распознавания сигналов на основе согласованной фильтрации. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 06 F 15/336, 15/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4410456/24-24 (22) 14.04.88 (46) 15.06.90 . Бюл. Р 22 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко (72) В.В.Грицык, А.И.Луцык, P.H.ÏàëåHH÷Kà и А.Н ° Семашко (53) 68 1.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 997244, кл,,H 03 К 13/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 928374, кл. G 06 F 7/52 „ 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1198535, кл. G 06 F 15/353,.1984, СБИС для распознавания образов и обработки изображений. Под ред.

К.Фу. М.: Мир, 1988. (54) КОНВЕЙЕРНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изображение относится к автоматике и вычислительной технике и может,. SU 1571613 А 1

2 быть использовано в системах цифровой обработки и распознавания сигналов.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства эа счет распознавания сигналов.

Это достигается эа счет введения в устройство, содержащее блок 8 памяти, L групп вычислительных блоков 1 первого типа по К блоков в каждой, где

L — количество классов сигналов, К— максимальное количество отсчетов распознаваемого сигнала, группу элементов И 6, генератор 9 тактовых импульсов, дополнительно К вычислительных блоков 2 второго типа, селектора 3 максимума, блока 4 умножения, компаратора 5 и функционального преобразователя 7. Это позволяет использовать устройство не только для вычисления свертки, но и для распознавания сигна- С

JIoB на основе согласованной фильтрации, 3 ил, 1571613

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано н системах цифровой обработки и распознавания сигналов.

Целью изобретения является расши5 рение функциональных воэможностей устройства за счет распознавания сигналов.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства„ на фиг.2 пример реализации вычислительного блока первого типа; на фиг. 3 — то же, второго типа.

Устройство содержит 1. вычислитель- 15 ных блоков 1 первого типа, К вычислительных блоков 2 второго типа, селектор 3 максимума, блок 4 умножения компаратер 5, группу элементов И 6, функциональный преобразователь 7, 2п блок 8 памяти и генератор 9 тактовых импульсов. Вычислительный блок первого типа содержит умножитель 11, регистр 12 коэффициента, сумматор 13 и три регистра-фиксатора 14, Вычисли- 25 тельный блок второго типа содержит квадратор 17, сумматор 18 и три регистра-фиксатора 19.

Устройство работает следующим образом. ЗО

Отсчеты входного сигнала х(.) после его преобразования в цифровую форму с частотой, равной частоте генератора 9 тактовых импульсов, поступают на первый вход вычислительных бло- 35 ков 1 и 2 первого и второго типов.

Перед началом распознавания в регистры 12 коэффициентов всех вычислительных блоков 1 первого типа записываются коэффициенты каждой из 1. импульс- щ ной характеристик для согласованных фильтров. При этом в регистр 12 коэффициента i-го блока j-й группы записывается i-й .коэффициент а; для j-й

1j импульсной характеристики согласован- 45 ного фильтра. Каждый иэ согласованных фильтров описывает эталонный нормированный сигнал соответствующего класса сигналов. В каждом такте работы устройства с помощью K вычислительных блоков 1 j-й группы вычисляется в конвейерном режиме один отсчет результата согласованной фильтрации по следующему соотношению; (-( у. (k)=; а;- х(k-i), SS

1 =о где у .(k) -k-й отсчет результата j-й

J согласованной фильтрации сигнала x(k) .

Все вычислительные блоки 1 работают одновременно и синхронно в соответствии с частотой синхроимпульсов на выходе генератора 10 тактовых импульсоя, которые поступают на входы синхронизации регистров 14 вы ислительных блоков 1. При этом на первый вход каждого из блоков 1 поступает поток отсчетов сигнала x(i), а на второй вход — результаты промежуточных вычислений в потоковом режиме ° Поток отсчетов сигнала движется через вычислительные блоки 1 в два раза медленнее потока промежуточных результатов.

Селектор 3 максимума, который также работает в конвейерном режиме, определяет в каждом. такте работы устройства максимальное значение результатов согласованной фильтрации на выходе Ь групп вычислительных блоков 1.

Селектор максимума одновременно опре- . деляет номер n(k)-ro согласованного фильтра, для которого результат фильтрации в данном такте является максимальным, т.е.

n(k) = аг8 max I». (к)1 °

1() с1, I

Посредством К вычислительных блоков 2 второго типа и функционального преобразователя 7 для каждого отсчету сигнала вычисляется в конвейерном режиме его норма c(k) следующим образом:

c(k) = i).

i=o

Вычислительный блок 2 второго типа работает аналогично вычислительному блоку 1. Квадратор 17 может быть реализован, например, в виде ПЗУ, таблично выполняющего операцию возведения в квадрат. Регистры-фиксаторы 19 используются для срганизации конвейерного режима работъI устройства. Функциональный преобразователь 7 осуществляет функцию извлечения квадратного корня и может быть реализован, например, в виде постоянного запоминающего устройства.

Для каждого отсчета сигнала локальная норма c(k) умножается носредством перемножителя 4 на постоянный пороговый коэффициент oI который хранится в блоке 8 памяти. Максимальное значение у (k) для k-ro отсчета сравниваеть ся с выходным значением блока 4 умножения. Если у„(k, a(c(k) то на выходе компаратора 5 появляется значение.

157161

"1", в противном случае значение ,"0". Выходной логический сигнал . компаратора 5 поступает на первый вход группы элементов И 6, состоящей иэ параллельно действующих элементов И, где m — - количество разрядов второго выхода селектора 3 максимума, т.е. m-=lor

Когда распознаваемый сигнал будет достаточно близким к эталону n-ro класса, заданного набором коэффициентов а;„ ), где I=1,К, и-ro согласованного фильтра, то на выходе компаратора 5 появляется сигнал "1". Тогда на выходе устройства будет m ðàçðÿäíûé код класса распознаваемого сигнала 20 относительно отсчета x(k), т.е. в k-м такте был обнаружен сигнал и-го класса. В противном случае на выходе устройства будет."0", что означает отсут ствие в k-.ì такте сигнала одного иэ Ь 25 заданных. классов.

Формула изобрете.ния

Конвейерное вычислительное устройство, содержащее блок памяти, L групп вычислительных блоков первого типа по К блоков в каждой, группу . элементов И, генератор тактовых импульсов, первый и второй входы i-ro вычислительного блока первого типа (где i=2,Ê) j-й группы (где j=1,?.) соединены соответственно с первыми. и вторыми выходами (i-1)-ro вычислительного блока первого типа, выход генератора тактовых импульсов подключен к входам синхронизации вычислительных блоков первого типа, L первых входов первых вычислительных блоков

6 первого типа каждой .группы. соединены между собок и являются входом устройства, L вторых входов этих же блоков соединены между собой и являются входом логического нуля устройства, а выход группы элементов И является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства эа счет распознавания сигналов, в него введены К вычислительных блоков второго типа, селектор максимума, блок умножения, компаратор и функциональный преобразователь, первый и второй входы j.-ro вычислительного блока второго типа соединены соответственно с первым и вторым выходами (i-1)-го вычислительного блока второго типа (где i=2,K), а вход устройства соединен с первым входом первого вычислительного блока второго типа, второй вход которого соединен с входом логического нуля устройства, второй выход

К-ro вычислительного блока второго типа соединен с входом функционального преобразователя, выход .которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, второй выход К-ro вычислительного блока первого типа

j-й группы подключен к j-му входу селектора максимума (где j=1,L), первый выход селектора максимума соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом бло" ка умножения, выход компаратора соединен с первым входом группы элементов И, второй вход которой соединен с вторым выходом селектора максимума, а выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации вычислительных блоков второго типа, селектора максимума и блока умножения.

1571613

8exod t

ВхоУ2

Вымдд 2

Вхбд

&ходу

+/õÈ2

Составитель Е.Чепин

Редактор 1О.Середа Техред М,Дидык Корректор Л Бескид т

Заказ 1514 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10>