Многоканальное устройство для упорядоченной выборки значений параметра

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву Р 739527 (22) Заявлено 0305.78 (21) 2622216/18-24 ($1) М. Kll.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 05 F 7/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50

<088.8) Опубликовано 150182. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 15,0182 (72) Автор изобретения

М.Д. Скубилин (71) Заявитель

Таганрогский радиотехнический институт им. (54 ) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПОРЯДОЧЕННОЙ

ВЫБОРКИ ЗНАЧЕНИЙ IIAPAMETPA

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и предназначено для использования в устройствах дискретной автоматики, вычислительной и измерительной техники, в частности в системах контроля параметров технических объектов.

Известно устройство для поиска экстремальных значений, содержащее несколько каналов анализа, включающих регистры записи текущих значений параметра, группы первых и вторых элементов И, группу элементов ИЛИ, блок управления,. включающий группы. элементов И, НЕ и ИЛИ, узлы запуска, фиксации экстремальн >гэ значения параметра и адреса параметра, имеющего экстремальное значение (1).

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей, заключающаяся в невозможности определения значения параметра с заданной степенью упорядочения.

По основному авт.св. Р 739527 известно устройство, содержащее ряд каналов анализа и блок управления.

Каждый канал анализа включает группу первых элементов И, триггеры регистра записи текущих значений параметра, первый и второй элементы

ИЛИ, группы вторых и третьих элементов И, группу третьих элементов ИЛИ, четвертый и пятый элементы И, первый и второй триггеры. Блок управления включает элемент И,первую и вторую дифференцирующие цепочки, триггер, генератор тактовых импульсов, первый и второй элементы задержки, регистр сдвига, переключатель, группы элементов И и НЕ, регистр фиксации искомых значений параметра, группу первых элементов ИЛИ и второй элемент

15 ИЛИ

Недостатками такОго устройства являются низкое быстродействие выборки упорядоченных значений параметра и недостаточная достоверность результатов анализа, обусловленная отсутствием учета степени старения входной информации, так как устройство обеспечивает выборку упорядоченных значе25 ний параметра, а после его определения исключает иэ анализа, что влечет сохранение в памяти устройства устаревших по времени поступления значений параметра, а это снижает достоЗ0 верность результатов анализа.

898404

60 динен с ныходом элемента 21 задержки, 65

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства и достоверности информации на его выходе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй регистр сдвига и группа формирователей импульса, причем вход второго регистра сдвига соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы через группу формирователей импульса — с четвертыми входами соответствующих каналов.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит и каналов 1 анализа и блок 2 управления. В каждом канале 1 анализа первые входы группы первых элементов И 3 являются первыми входами канала анализа, они поразрядно соединены и образуют входы устройства. Выходы группы первых элементов И 3 поразрядно соединены с едини ными входами триггеров

4 регистра записи текущих значений пАраметра и со входами первого элемента ИЛИ 5. Единичные выходы триггеров 4 соединены со входами второго элемента ИЛИ 6, со входами группы вторых элементон И 7, в старшем разряде непосредственно, а в младших разрядах — через группу третьих элементов И 8, и с первыми входами группы третьих элементо" ИЛИ 9 в старшем разряде непосредственно, в младших разрядах через группу третьих элементQB N 8 а н первом разряде и через четвертый элемент И 10. Вторые входы элементов ИЛИ 9 соединены со вторыми входами канала 1 анализа, в старшем разряде непосредственно, а в младши.: разрядах — через группу пятых элеглентон И 11. Выход каждого элемента ИЛИ 9 -го разряда, где 1 = 1,2..

m — число разрядов канала 1 анализа, соеди. ены со вторыми входами элементов И 8 и И 11 (i+1)-го разряда. Выход первого элемента ИЛИ 5 соединен с единичным входом первого триггера

12, нулевой выход которого соединен ;..a вторыми входами элементов И 3

Выход элемента ИЛИ 6 образует первый выход канала 1 анализа, а выходы элементов И 7 образуют группу вторых выходов канала 1 анализа. Третьи входы группы первых элементов И 3 объединены и образуют третий вход канала 1 анализа. Третий Bxop j -го канала 1 анализа, где j = 1,2,...,п число каналов 1 анализа, соединен с пЕрвым выходом (j-1) — го канала 1 анализ». Нулевой вход первого триггера

12 обьединен с нулевыми входами триггеров 4 регистра записи текущих значений параметра и является четвертым входом канала 1 анализа. Выход элемента ИЛИ 9 первого разряда соединен со входом шестого элемента И 13, второй вход которого является пятым входом канала 1 .анализа. Выход эле- . мента И 13 соединен с единичным вхо5

55 дом второго триггера 14, нуленой вход которого образует шестой вход канала 1 анализа. Нулевой выход триггера 14 соединен со входами группы элементов И 7 и со входами элементов

И 10 и 11 первого разряда, а его нулевой вход — шестой вход канала 1.

Блок 2 управления содержит элемент

И 15, входы которого образуют группу первых входов блока 2 управления и соединены с первыми выходами каналов

1 анализа, выход элемента И 15 через первую дифференцирующую цепочку 16 соединен со входом установки в нулевое состояние регистра 17 фиксации искомой величины параметра и с единичным входом триггера 18. Единичный выход триггера 18 соединен с управляющим входом генератора 19 тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовой шиной первого регистра

20 сдвига и со входом первого элемента 21 задержки. Выходы первого регистра 20 сдвига соединены со входами переключателя 22, а его выход через вторую дифференцирующую цепочку

23 соединен ""o входом установки в нулевое состояние первого регистра 20 сдвига, через вторую дифференцирующую цепочку 23 и второй элемент 24 задержки — co входом записи единицы н первый разряд второго регистра 20 сдвига. Выход переключателя 22 соединен с нулевым входом триггера 18 и со входами группы элементов И 25, другие входы которых соединены с выходом первого элемента 21 задержки.

Третьи входы группы элементов И 25 соединены с выходами группы первых элементов ИЛИ 26, входы которых образуют группу вторых входов блока

2 управления и соединены с группами вторых выходов каналов 1 анализа.Выходы группы первых элементов ИЛИ 26 соединены со входами группы элементов НЕ 27, выходы которых образуют группу вторых выходов блока 2 управления, они соединены с группой вторых входов каналов 1 анализа. Второй элемент ИЛИ 28 входами соединен с выходами группы элементов И 25. Выходы элементов И 25 соединены с разрядными входами триггера 17 фиксации искомого значения параметра. Второй регистр

29 сдвига шиной сдвига соединен с выходом второго элемента ИЛИ 28, а выходы второго регистра 29 сдвига соединены с группой формирователей 30 импульсов, выходы которых образуют группу третьих выходов блока 2 управления они соединены с четвертыми вхоI дами соответствующих каналов 1.Четвертый выход блока 2 управлЕния соеон соединен с пятыми входами каналов

1 анализа, а пятый выход 2 управления образует выход второго элемента ИЛИ

28, он соединен с шестыми входами каналов 1 анализа.

898404 (4-ый разряд) 50

1 0 1 1

1 0 1 1

Каналы

3 О анализа 4 1

В исходном состоянии триггеры 4 регистров записи текущих значений параметра, триггеры 12, 14, 18 обнулены, а в первых разрядах регистров

20 и 29 записаны единицы. Каждое вновь поступающее значение параметра записывается в строгой последовательности в соответствующие регистры каналов 1 анализа через группы первых элементов И 3, при этом первое сообщение записывается в первый по порядку канал 1 анализа, так как элементы И 3 первого канала анализа высоким потенциалом с выхода триггера

12 открыты, в остальные (и-1) канала информация не может быть записана, так как хотя по первому и второму входам элементы И 3 этих каналов должны быть открыты, Но по третьему входу элементы И 3 оставшихся (п=l) каналов 1 анализа закрыты. В каждый

1-ый канал анализа может быть произ- 20 ведена запись только после записи информационногО сообщения в (j -1) -ый канал, что обусловлено связью триггеров 4 через эле,"лент ИЛИ б j -того канала 1 с третьими входами группы 2 первых элементов И 3 (j+1)-ro канала 1. Повторная запись информационного сообщения в один и тот же канал 1 анализа исключается благодаря наличию связи выходов группы первых элементов И 3 через первый элемент ИЛИ 5 и первый триггер 12 с их вторыми входами. С поступлением и-ro сообщения на вход устройсТва информация о теКущих значениях параметра в моменты t<,,..., „ записывается в триггеры 4 регистров соответствующих каналов 1 анализа,при этом на- входах всех и элементов ИЛИ

6 устанавливается высокий потенциал, элемент И 15 открывается и через 40 дифференцирующую цепочку 16 регистр

17 обнуляется, а триггер 18 переводится в единичное состояние, генератор 19 запускается.

Выбрав, в качестве примера, число 4 каналов анализа п=б, число разрядов в каналах m=5 и произвольные текущие значения параметра в моменты t<,t, С5и t 6 запишем разряды

5 4 3 2 1

1 1 0 0 0 1

2 1 1 0 1, 0

5 0 1 0 1 0 б 1 1 0 0 1

Алгоритм определения значения параметра 1-ой степени упорядочения, для примера наибольшего значения,состоит в последовательном определении 5 экстремального значения в m-oM разряде всех каналов 1 анализа, исключении из анализа сообщейий (каналов)р отличающихся от экспериментального, определении экстремального значения в (m 1)"ом разряде неисключенных со общений (каналов), исключении из анализа каналов, отличающихся от экстремального и т.д. до 1-ro разряда. Для пояснения указанного алгоритма произведем логическое сложение элементов матрицы первого столбца (5-ro разряда) с = 1V1VOV1VOVl = 1, 5

=троки элементы которых в этом столбце имвют нулевые значения из дальнейшего анализа исключаются, такими строками являются третья и пятая.

Если бы d. ..= = О0, то исключение не производилось бы, такой вариант предусмотрен (cM. третий столбец).

Продолжая по аналогии имеем

* = ОЧОЧОЧОЧОЧО = О (3-ий разряд) Произведем логическое сложение элементов второго столбца (4-ro разряда)

OV1VOVlV0V1 = 1 строки элементы которых в этом столбце (с учетом ранее исключенных) имеют нулевые значения из дальнейшего анализа исключаются, такими строками являются первая, третья и пятая.

Здесь исключение из анализа,благодаря наличию связи элементы ИЛИ

26 — элементы HE 27 — элементы ИЛИ 9 не производится.

Далее

* = OV1VOV1 VOVO = 1

Здесь исключаются из анализа строки первая, третья, пятая и шестая, и наконец с = OVOVOVlVOJO = 1, т.е. исключены значения, записанные в строки первую, вторую, третью и шестую — остается не исключенным значение, записанное в четвертой строке, оно равно

Значение параметра, записанное в четвертой строке, является максимальны л, т.е. значением первой степени упорядочения.

Алгоритм анализа поясняется схемой исключения из анализа отдельных записей.

898404

Последовательность анализа (1) (2) (3) (4) (5) 4 3 2 1

0 0 0 1 = 0 2

1 0 1 0 = 0 4

1 0 1 1 = 0 1

1 0 1 1 = 1

1 0 1 1 = 0 1

1 0 0 1 = 0 3

Разряды слоев

Последовательность исключения из анализа

Сообщения

<(„Э „Э <(,Э (Э (Э

5 4 3 2

0 1 1

Искомое значе-. ние

Формула изобретения

Искомое значение записывается в регистр 17.

Такой алгоритм преобразования мат- 2О рицы NxN в матрицу — строку реализуется предлагаемым устройством одним импульсом генератора 19. Степень упорядочения устанавливается переключателем 22, при этом упорядочение производится по схеме а,,-3 а;, -Э .... а где а. — текущие значения параметра

) и а 7 a>q) ) ... ) а р, т.е. в порядке убывания ;возрастания) амплитудных значений параметра. Исключение иэ ан-лиза отдельных каналов 1 анализа, имеющих значения, отличающиеся от экстремальных, осуществляется по наличию записи в триггерах 4 через групп, элементов H 7, ИЛИ 26, HE 27, ИЛ :: 9„ И 8 и И 11, а упорядоченное исключение старших по степени упорядочен;я значений параметра осуществляе.ся импульсами генератора 19 4О через э.,er".ент ?1 задержки, элемент

И, 3, тригг-ер 14 ло наличию потенциала на выхода:< элементов И 9 первого разряда по входам групп элементов И

7 и И 10. Упорядоченное исключение устаревших информационных сообщении осущеcòíëÿeтся по схеме а;, - 3 а„„- ..:за р где с,,;, p... p <;, I — время хра„ n н="ния информационного сообщения в памяти устройства сННхроНН0 с за пиоью искомого зна ения в регистры !

7 по cèгналам с выходов элементов

И 5 чер:-: элемент ИЛИ 28, регистр

29 и формирователь 30. При этом наиболее устаревшее сообщение импульсом с соответствующего выхода регистра 29 через формирователь 30, поступающим на нулевые входы триггеров 4 из памяти устройства исключаются, триггер 12 переводится в нулевое состояние, элементы И 3 данного канала открываются и канал готов для приема очередного сообщения.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает упорядоченную выборку значений параметра при сокращении временных затрат, исключение из анализа наиболее устаревших по времени поступления информационных сообщений, снил<ает степень сгарения информации, повышает ее достоверность.

Многоканальное устройство для упорядоченной выборки значений параметра по авт. св. Р 739527, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и быстродействия устройства, в него введены второй регистр сдвига и группа формирователей импульса, причем вход второго регистра сдвига соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы через группу формирователей импульса — c четвертыми входами соответствующих каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 52083, кл. G 06 F 7/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 739527, кл. G 06 F 7/02, 06.03.78 (прототип).

898404

Составитель M.Ñêóáèëèí

Редактор И.Касарда Техред E. Харитончик Корректор М.Шароши

Заказ 11948/64 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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