Устройство для поиска экстремальных значений

 

T1 tl ig 1

ПАТЕНТ, Т ,т л л миг;д, отека уБ R

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 534762 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24.04,75 (21) 2127662/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет 29.01.74 (43) Опубликовано 05,11,76„Бюллетень ¹41 (45) Дата опубликования описания08.02.77 (51) М. Кл.е

С 06 I 7/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и откро|тий (53) УДК 681.825 (088,8) (72) Авторы изобретения

А. П. Самойленко и М, Д, Скубилин (71) Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт им. В. Ll Калмыкова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

Изобретение относится к области вычислигельной техники и предназначено для использования в устройствах дискретной автоматики, вычислительной и измерительной техники, в частности в системах контроля б параметров технических объектов, Известно устройство (1) для поиска экстремальных значений, содержащее генератор, регистры, группу элементов ИЛИ, выходы которой соединены со входами груп- 10 пы элементов НЕ.

Недостатком известного устройства яв ляется низкое быстродействие при поиске экстремальных значений.

Наиболее близким техническим решени- 15 ем задачи является устройство (2), содержащее регистры, на каждый регистр группу первых разрядных элементов И, генератор, триггер запуска, счетчик, дешифратор, группу элементов ИЛИ, группу элементов НЕ.

Единичный вход триггера запуска соединен со входом устройства, нулевой вход триггера соединен t последним выходом дешифратора, единичный выход триггера соединен со входом генератора, выход которого сое- > динен со входом счетчика, выходы которого соединены со входами дешифратора, вь ходы которого, кромс первого, соединены с первыми входами первых разрядных элементов и соответствующих разрядов всех регистров. Вторые входы этих элементов

И соединены с выходами регистров, а выходы - со входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены со входами группы элементов НЕ.

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные воэможности, заключающиеся в отсутствии учета и анализа информации о параметрах, значения которых не являются экстремальными, а также низкое быстродействие.

LIBJIb изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение бысгрсдействия устройства, Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены блок регистрации экстремального значения, блок регистрации ранжированного ряда параметров, блоки определения ранга параметра, разрядные коммутаторы и на каждый ре534762 гистр группа вторых разрядных элементов

И. Первый выход дешифратора соединен с управляющими входами блоков регистрации экстремального значения, регистрации ранжированного ряда параметров и первыми управляющими входами блоков определения ранга параметра. Информационные входы блока регистрации экстремального значения соединены с выходами группы элементов ИЛИ, а выходы - со входами соответст- IO вующих элементов ИЛИ группы, выходы группы элементов HE соединены с первыми входами разрядных коммутаторов соответствующих разрядов всех регистров, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами регистров. Третьи входы разрядных коммутаторов, кроме соответствующих первому разряду, соединены с третьими входами первых разрядных элементов И и с выходами разрядных коммутаторов предыдущих о разрядов, Первые входы вторых разрядных элементов И соединены с соответствующими выходами дешифратора, вторые входы— с выходами соответствующих разрядных коммутаторов, а выходы вторых разрядных элементов И каждого регистра соединены с информационными входами соответствующих блоков определения ранга параметра, вторые управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика, а выходы - с информационными входами блока регистрации ранжированного ряда параметров, выход которого соединен с выходом устройства. Блок определения ранга пара35 метра содержит регистр ранга, два элемента ИЛИ-НЕ, группу элементов И и элемент

Vi, Входы первого элемента ИЛИ-НЕ соединены с информационными входами блока, Выход первого элемента MJIN-НЕ соединен

40 с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, а выход - с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены с группой управляющих

45 входов блока, Выходы элементов И группы соединены со входами регистра ранга, управляющий вход которого соединен с управляющим входом блока. Выходы регистра ранга соединены со входами второго элемен--О та ИЛИ-НЕ и с выходами блока, На фиг, 1 представлена блок-схема устйства для поиска экстремальных значений; на фиг. 2 - функциональная схема блока оп ределения ранга параметра этого устройст вае

Устройство содержит триггер 1 запуска, генератор 2, счетчик 3, дешифратор 4, регистры 5, триггеры 6, группу первых разрядных элементов 7, группу элементов ИЛИ у

8, блок 9 регистрации экстремального значения параметра, группу элементов НЕ 10, разрядные коммутаторы 11, группу вторых разрядных элементов И 12, блоки 13 определения ранга параметра и блок 14 регистрации ранжированного ряда параметров, Блок определения ранга параметра содержит элемент И 15, элементы ИЛИ-НЕ

16, 17, регистр ранга 18 и группу элементов И 19, Устройство работает следующим образом.

B исходном состоянии, r,е, до поступле» ния на управляющий вход сигнала "запрос" в регистрах 5 зафиксированы значения контролируемых параметров на всех выходах дешифратора 4 единичный сигнал отсутствуег, управляемый генератор 2 находится в заторможенном состоянии и триггер 1 запуска - в нулевом состоянии. При поступлении сигнала "запрос" триггер 1 переходит в единичное состояние, а генератор 2 запускается и начинает выдавать тактовые импульсы на счетный вход счетчика 3, При этом на выходах дешифратора 4 поочередно появляются импульсы. Первым импульс сом с первого выхода дешифратора 4 блок

9 регистрации экстремального значения И контролируемых параметров, блоки 13 определения ранга параметров и блок 14 регистрации ранжированного ряда приводятся в исходное состояние, r.е. производится

"сброс" ранее имевшейся записи, На следующем такте работы счетчика 3 одновременно опрашиваются элементы И 7 К-го разряда всех регистров 5. При наличии записи единицы хотя бы в одном триггере 6 сгаршего разряда она переписывается через элемент ИЛИ 8 в К-й разрядный триггер блоха 9, Выходы триггеров 6 старшего разряда соединены через разрядные коммутаторыы 11 с третьими входами разрядных элементов И 7 последующего разряда, что позволяет на следующем такте полу« чить сигнал на выходе только гого разрядного элемента И 7, где в данном и предыдущем разрядах содержатся единицы. Если предыдущий разряд данного регистра не содержит единицы, то соответствующий элемент И 7 при опросе не открывается и на выходе коммутатора 11 сигнал, разрешающий дальнейший опрос, не появляется, При этом соответствующие регистры 5 в последующих этапах опроса не участвуют.

Исключение составляет случай, когда все регистры в -м разряде содержат, например, нулевые значения. Тогда сигнал разрешения опроса разрядного элемента И 7 поступает с выхода элемента ИЛИ 8 через элемент НЕ 10 1.-ro разряда. Прс .

534762 цесс опроса последующих разрядов регистров 5, фиксирования экстремального значения парамегров в разрядах блоком 9, исключения из последующих этапов опроса регистров 5, записанные значения параметров

s которых не удовлетворяют условия экстремальности, аналогичен вышеописанному. Одновременно с опросом состояния элементов

И 7 k -го разряда с разрядных выходов счетчика 3 по соответствующим шинам пос- !О тупает на входы групп элементов И 19 всех блоков 13 определения ранга параме ра соответствующий . -му разряду код (код ранга), Поскольку все регистры 18 ранга блоков 13 находятся в начале работы счетчика 3 в исходном (нулевом) состоянии, го на первые входы всех элементов И 15 подается единичный сигнал с выходов элементов ИЛИ-HE 16, Входы элементов

ИЛИ-НЕ 16 подключены к единичным вы20 ходам регистра 18 ранга в каждом блоке 13, Элементы ИЛИ-НЕ 17 предназначены для логического суммирования сигналов на выходах двухвходовых элементов И 12 соответственно каждого регистра 5, На первом такте работы счетчика 3 появляюгся единичные сигналы на выходах элементов

ИЛИ-НЕ 17 голько с тех регистров 5, записанные значения параметров в которых не содержат единицы в -м разряде, огносительно остальных параметров, имеющих единицу в -м разрядном триггере 6. При нулевых значениях в -м разряде всех регистров 5 единичные сигналы на выходах элементов ИЛИ-НЕ 17 не появляются благодаря наличию функциональной связи между выходами разрядного триггера блока 9 и выходом соответствующих разрядных коммутаторов 1 1, Соответственно порядковым 40 номерам регистров 5, элементы ИЛИ-НЕ

l7 которых выдают единичные сигналы, открываются элементы И 1 9 соответствую. щих блоков 13 определения ранга и регистры 18 фиксируют код -го ранга, Посред-4 ством элемента ИЛИ-НЕ 16 с первых входов элементов И 15 блоков 13, зафиксировавших код ранга, снимается единичный сигнал, что исключает возможность наложения записи кодов рангов в регистрах этих О блоков 13 на последующих тактах, т.е, блски 13 определения рангов, в регистрах которых зафиксирован код ранга параметра, в последующих тактах работы счетчика 3 не участвуют. 55

Процесс определения рангов остальных параметров, значения которых в определенных разрядах не соответствуют условию экстремума, аналогичен вышеописанному.

На последнем такте работы счетчика 3 К-м импульсом опрациваегся состояние элемен

toB И 7 младшего разряда регистров 5, не исключенных на предыдуших этапах. Триггер младшего разряда блока 9 через элемент ИЛИ 8 фиксирует экстремальное значение параметров в этом разряде. Потенциал с выхода элемента ИЛИ 8 через элемент НЕ 10 попадается на первые входы разрядных коммутаторов ll младшего разряда. Нулевой сигнал появляегся на выходах коммутаторов 11 младшего разряда тех регистров 5, в младших разрядных триггерах 6 которых относительно экстремального значения, записанного в соответствующем триггере блока 9, фиксируются отличающиеся ог экстремального значения, г,е, при поиске наибольшего значения нулевой сигнал появляегся на выходах тех коммугагс ров 11„ а следовательно, и на выходах тех элементов И 12 на этом такте, в младших триггерах 6 регистров 5 которых записаны нули. При этом в соответствующих этим сигналам блоках 13 определения ранга фиксируются коды ранга (при условии, что регистры 18 таких блоков 13 находятся в исходном состоянии, г,е, код ранга фиксируется регистрами 18 только один раз за цикл работы коммутатора), Отсутствие записи кода ранга является сигналом адреса экстремального параметра, значение которого уточняется на последнем такте работы счетчика 3. По окончании цикла работы счетчика 3 триггер 1 запуска переводится в исходное состояние, а управляемый генератор затормаживается, При этом в блоке 9 записано экстремальное значение параметра, а в блоке 14 зафиксирован ранжированный по значениям ряд Я контролируемых параметров, Каждому параметру присваивается определенный номер (код ранга), при этом несколько параметров могут иметь одинаковый код ранга.

Блок 14 кроме регистрации и индикации ранжированного ряда определяет часгосгь попадания гого или иного параметра в определенный ранг, Очевидно, что с увеличением числа циклов работы коммутатора точность определения часгости повышаег ся.

Такая информацця о контролируемых па» рамеграх, обеспечиваемая устройством, предназначенным как для поиска экстремальных значений, так и для анализа значений Й контролируемых параметров, oRra( дает большей достоверностью. Это упрощает задачу по принятию решения о состоянии объекта контроля в целом и позволяет в определенной степени прогнозировать его пс ведение в будущем, 534762

Использование устройства для поиска экстремальных значений позволяе сократить временные затраты на контроль параметров объектов контроля по сравнению с извесным устройством, а следовательно, повыша« ет достоверность контроля за счет исключения старения информации за время удлиненного цикла поиска экстремальных значений, Эффективность применения устройства можно оценить отношением временных затрат 19 на поиск экстремальных значений среди / контролируемых параметров известным и предложенным устройствами ч иъЬ б=1v ч.nyeh, (1од й)и Log и где — длительность периода генератора; — среднее число повторений процесса сравнения эталонного и текущих значений.

Формула изобретения

ЯЬ

1. Устройство для поиска экстремальных значений, содержащее регистры, на каждый регистр группу первых разрядных элементов

И, генератор, триггер запуска, счетчик, дешифратор, группу элементов ИЛИ, группу р элементов НЕ> причем единичный вход григгера запуска соединен с управляющим входом устройства, нулевой вход — с последним выходом дешифратора, а единичный выходсо входом генератора, выход которого соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со входами дешифратора, выходы которого, кроме первого, соединены с первыми входами первых разрядных элементов

И соответствующих разрядов всех регистров„р вторые входы этих элементов И соединены с выходами регистров, а выходы — со входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены со входами группы элементов HE î r л и ч а ю ще е-,р с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит блок регистрации экстремального значения, блок регистрации ранжированного ряда парамет- Е ров„блоки определения ранга параметра, разрядные коммутаторы, на каждый регистр группу вторых разрядных элементов И, причем первый выход дешифрагора соединен с управляющими входами блоков регистрации 55 экстремального значения, регистрации ранжированного ряда параметров и первыми управляющими входами блоков определения ранга параметра; информационные входы блока регистрации экстремального значения соединены с выходами группы элементов

ИЛИ, а выходы — со входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы группы элементов HE соединены с первыми входами разрядных коммутаторов соответствующих разрядов всех регистров„вторые входы которых соединены с соответствующими вь ходами регистров; третьи входы разрядных коммутаторов, кроме соответствующих первому разряду, соединены с третьими входаMII первъгх разрядных элементов И и с выходами разрядных коммутаторов предыдущих разрядов, первые входы вторых разрядных элементов И соединены с соответствующими выходами дешифратора, вторые входы— с выходами соответствую цих разрядных коммутаторов, а выходы вторых разрядных элементов И каждого регистра соединены с информационными входами соответствующих блоков определения ранга параметра, вторые управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика, а Bbr ходы — с информационными входами блока регистрации ранжированного ряда параметров, выход которого соединен с выходом устройства, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок определения ранга параметра содержит регистр ранга, два элемента ИЛИ-НЕ„. группу элементов И и элемент И; причем входы первого элемента

ИЛИ-HE соединены с информационными входами блока, выход первого элемента ИЛИНЕ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, а выход — с первыми входами элементов И группы, втс рые входы которых соединены с группой управляющих входов блока; выходы группы элементов И соединены со входами регистра ранга, управляющий вход которого соединен с управляющим входом блока, выходы регистра ранга соедичены со входами второго элемента ИЛИ-НЕ и с выходами блока.

Источники информации,, принятые во внимание пои экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР

% 204021з кл, (э 06 $ 7i34е 1 6.08.65

2. Авторское свидетельство СССР

N 339916, G 06 j 9/18, 07.12,70, 534762

Составитель Т. Арешев

Редактор Л. Утехина Техред А. Демьянова Корректор Н. Бугакова

Заказ 5562/251 Тираж 864 Подписное

UHNNIM Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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