Адаптивное телеметрическое устройство

Адаптивное телеметрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к телеметрии и вычислительной технике и может быть использовано для передачи и обработки сжатых сообщений. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что адаптивное телеметрическое устройство, содержащее блок 1 ввода коэффициентов, блок 2 буферной памяти, счетчик 3, блок 6 сравнения кодов, регистр 11 адреса, програмно-временной блок 5, блок 13 ключей, формирователь 14 модуля числа, сумматор 15, блок 16 сравнения, кодер 12, дополнительно содержит элемент ИЛИ 4, регистр 7 сдвига, блок 8 памяти коэффициентов и блок 10 сравнения кодов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Щ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1492361 А 1 (so 4 С 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOlNf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4345161/24-24 (22) 16,12,87 (16) 07.07.89. Бюл,9 25 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С,Ж,Кишенский, В,Э.Игнатьев, А.Я.Крекер и В.А,Решетников (53) 621,398(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

111 645153, кл. С 06 F 7/04, 1977, Авторское свидетельство СССР

В 1037316, кл. G 08 С 19/28, 1983, (54) АДАПТИВНОЕ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОИСТВО (57) Изобретение относится к телеметрии и вычислительной технике и мо2 жет быть использовано для передачи и обработки сжатых сообщений, Цель изобретения — повышение быстродействия, Поставленная цель достигается тем, что адаптивное телеметрическое устройство, содержащее блок 1 ввода коэффициентов, блок 2 буферной памяти, счетчик 3, блок 6 сравнения кодов, регистр 11 адреса, программновременной блок 5, блок 13 ключей,формирователь 14 модуля числа, сумматор 15 блок 16 сравнения, кодер 12, дополнительно содержит элемент

ИЧИ 4, регистр 7 сдвига, блок 8 памяти коэффициентов и блок 10 сравне- . ния кодов, 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1492361

Изобретение относится к телеметрии и вычислительной технике, может быть использовано для передачи и обработки сжатых сообщений.

Целью изобретения является повышение быстродействия, На фиг,1 приведена структурная схема адаптивного телеметрического устройства; на фиг,2 — структурная схема программно-временного блока, Адаптивное телеметрическое устройство (фиг.1) состоит из блока 1 ввода коэффициентов, блока 2 буферной памяти, счетчика 3, элемента 15

ИЛИ 4, программно-временного блока 5, первого блока 6 сравнения кодов, регистра 7 сдвига, блока 8 памяти коэффициентов, блока 9 памяти номеров коэффициентов, второго бло- 20 ка 10 сравнения кодов, регистра 11 адреса, кодера 12, блока 13 ключей, формирователя 14 модуля числа, сумматора 15, блока 16 сравнения; группа входов !7 блока вычисления обобщенных координат является информационным входом 18 устройства, начальная установка подается на программновременной блок, группа выходов 19 кодера является информационным выхо- 30 дом устройства, шина 20 сигналов допуска соединена с блоком сравнения, группа выходов 21 блока ввода коэф+

Фициентов соединена с входами блока буферной памяти, Группа выходов 22 счетчика соединена с группами входов (адресных) промежуточного блока памяти и группой информационных входов памяти номеров коэффициентов, группа формирователя окна соединена с груп- 40 пой входов 23 блока 6 сравнения кодов, Другая группа входов блока 6 сравнения кодов соединена с группой выходов 24 блока буферной памяти и с группой входов (информационных) 45 блока памяти коэффициентов, Группа выходов программно-временного блока соединена с группой входов 25 регистра адреса и с группой входов блока памяти коэффициентов. Группа выходов регистра адреса соединена с группой входов 26 блока памяти коэффициентов, причем входы задающих адрес сравниваемого коэффициента, Группа выходов 27. блока памяти коэффициентов задает текущий коэффициент и соединена с входами блока. 10 сравнения, а группа выходов 28 блока памяти коэффициентов задает значение сравниваемого коэффициента и соединена с другой группой входов блока 10 сравнения кодов. Выход 29 программно-временного блока соединен с входом блока ввода коэффициентов, выход 30 — с входом элементов ИЛИ, выход 31 — с установленным входом счетчика и регистра 7, выход 32 соединен с входом регистра 7, Выход 33 программно-временного блока соединен с тактирующими входами блока памяти коэффициентов, кодера и блока ключей, выход 34 счетчика соединен с входом программно-временного блока, вход 35 программно-временного блока соединен с выходом блока 6 сравнения кодов и со входом блока буферной памяти, вход 36 программновременного блока соединен с выходом блока сравнения, выход 37 программновременного блока соединен с входом блока памяти коэффициентов, выход 38 программно-временного блока подключен к установочному входу регистра адреса, Программно-временной блок состоит из генератора 30 тактовых импульсов, элементов И 40 и 41, элемента ИЛИ 42, RS-триггера 43, третьего элемента

ИЛИ 44, второго RS-триггера 45, четвертого элемента ИЛИ 46, регистра 47, счетчика 48, пятого элемента ИЛИ 49, первого элемента 50 сравнения, третьего счетчика 51, второго элемента 52 сравнения, шестого элемента ИЛИ 53, четвертого счетчика 54, дешифратора 55, седьмого элемента 56, восьмого и девятого элементов ИЛИ 57 и 58.

Устройство работает следующим образом, Принцип устройства сводится к разбиению процесса упорядочения коэффициентов разложения на две ступени.

На первой ступени происходит сортировка коэффициентов по величине на: ряд (11) неперекрывающихся групп,причем каждый коэффициент сохраняет свой номер, На второй ступени происходит упорядочение коэффициентов внутри групп (последовательно). При этом упорядочение начинается с группы, включающей наибольшие коэффициенты, а последней упорядочивается группа, включающая наименьшие коэффициенты, Такой порядок упорядочения коэффициентов и их групп позволяет получить на выходе устройства упорядочения массива коэффициентов в целом, )492361

Разбиение массива коэффициентов на группы осуществляется путем сравнения их с рядом кодовых окон, Так, для коэффициентов представляемых дво

5 ичным 8-разрядным кодом кодовые окна" могут иметь вид: 100000000, 010000000, 001000000, и т.д. до

000000001 (тот факт, что разрядность

"окон" ныбирается в этом случае равной 9, объясняется позже). Может быть выбран и ряд других значений кодовых "окон", При упорядочении коэффициентов разложения сначала происходит сравне" ние нсего массива с первым кодовым

"окном" (имеющим наибольшую величину, выражаемую двоичным позиционным кодом). Коэффициенты разложения, "просеянные через первое кодовое "окно" р0 (их значения больше его величины), сосоставляет первую группу. После выделения этой группы из массива производится упорядочение коэффициентов внутри нее и вывод их получателю.

Затем производится сравнение оставшихся коэффициентов со значением второго по величине кодового "окна" и выделяется вторая группа, которая далее также упорядочивается и т.д. 30

Прекращение очередного цикла работы устройства происходит при выводе всех коэффициентов массива на выход кодера и при срабатывании блока сравнения фиксирующего факт достижения требуемой точности преобразования, Исходное состояние устройства задается либо начальной установкой по входу 18, либо после окончания очередного цикла работы сигналом с ши- 40 ны 20, Эти сигналы поступают на элемент 57 программно-временного блока 5 и устанавливают н начальное состояние триггера 43- через элемент

ИЛИ 43,счетчики 48), через элементы 45

ИЛИ 49 (и 50), через элемент ИЛИ 53, а также 54 — (через элемент ИЛИ 56).

Кроме того, устанавливается в исходное (единичное) состояние триггер 45 (через элемент ИЛИ 44), им- 50 пульсы установки в исходное состояние с выхода 31 блока 5 устанавливают в нулевое состояние счетчик 3 и в исходное состояние (соответствующее наибольшему значению кодового "окна") регистра 7, Кроме того, этим сигналом через элемент ИЛИ 58 по выходу 38 сбрасывается регистр 11 адреса.

RS-триггера 43 определяет режим работы устройства в интервале времени, когда этот триггер находится в "нулевом" состоянии, в устройстве реализуется режим записи коэффициентов, формируемых блоком 1 в блок 2 буферной памяти; при единичном состоянии триггера 43 устройство работает в режиме упорядочения массива коэффициентов. RS"òðèããåð 45,определяет текущую ступень упорядочения: когда он в "единичном состоянии реализуется первая ступень упорядочения — выделение иэ массива определенной группы коэффициентов, которые по величи" не превосходят текущее кодоное "окно" а когда он в "нулевом" состоянии реализуется вторая ступень упорядочения— упорядочение коэффициентов внутри ныделенной группы и вывод их получателю, Регистр 7 содержит в любой момент времени двоичное слово, состоящее иэ одной единицы (в соответствующем для каждого "окна" разряде) и нулевой в остальных разрядах, В исходном состоянии единица находится н старшем разряде, реализуя максимальное значение (в двоичном эквиваленте) кодового "окна", По мере изменения окна единица передвигается н сторону младших,pasрядов, Число раэрядон регистра-формирователя "окна" на единицу больше количества разрядов коэффициентов разложения и ранно числу кодовых окон, Таким образом, при каждой смене "окна" его значение (в двоичном эквиваленте) для предлагаемого способа реализации уменьшается в два раза, В исходном состоянии схемы сигнал с триггера 43 по выходу 29 блока 5 поступает н блок 1 и разрешает прохождение коэффициентов разложения в блок 2, Одновременно с формированием очередного коэффициента блок 1 формирует импульс, Который через элемент HJIH 4 поступает на счетный вход счетчика 3 и задает очередной многоразрядный адрес, по которому в блок 2 записывается значение соответствующего коэффициента, Этот адрес является номером коэффициента н ряду разложения (в общем массиве) и будет н дальнейшем сопровождать свой коэффициент вплоть до выдачи их получателю.

Емкость счетчика 3 равна количеству формируемых коэффициентов (их число

1492361 для всех циклов работы устройства постоянно и равно n).

Одновременно с записью коэффициентов в блок 2 осуществляется их сравнение с первым (максимальным) значе5 нием кодового "окна" и выделение первой группы коэффициентов (с наибольшими значениями), т,е, "просеивание"

° массива коэффициентов через первое кодовое "окно". В случае, когда значение очередного коэффициента боль . первого значения кодового "окна", блок 6 сравнения кодов (на который по группе входов 23 поступает двоичный эквивалент значения кодового

"окна" с регистра 7, а по группе входов 24 поступает двоичный код данного коэффициента) выдает сигнал,который, поступая в блок 8 коэффициентов, разрешает запись в него данного коэффициента; поступая в блок 9, разрешит запись в него номера данного коэффициента в общем массиве; поступая в блок 2, обнуляет значение 25 данного коэффициента (с целью исключения дальнейшего участия этого коэффициента в процессе упорядочения массива в целом); поступая в блок 6 по входу 35 через элемент ИЛИ 46, увели- 30 чивает на единицу содержимое счетчика 48ф,, Счетчик 48 формирует адрес, по которому в блоки 8 и 9 по выходу 25 записываются соответственно текущий коэффициент группы и его номер.

После записи в блок 2 всего массива коэффициентов (n) и одновременного выделения из первой группы размером и < счетчик 3 выдает сигнал на блок 5 по выходу 34 и устанавливает 40 триггер 43 в "единичное" состояние, триггер 45 — в "нулевое" состояние,а также выдает разрешающий импульс для записи числа n,>ñôîðìèðoBàííoão к этому моменту в счетчике 48, в запо- 45 минающий регистр 47, после чего тем же сигналом через элемент ИЛИ 49 счетчик 48 обнуляется, Число п, за писанное в регистре 47, представляет собой количество элементов первой

50 группы и определяет в дальнейшем количество и порядок операций упорядочения на второй ступени.

На второй ступени упорядочение коэффициентов внутри выделенной группы (в данном случае — первой) осуществляется следующим образом, Сигнал с. выхода 37 блока 5 разрешает выполнение процедуры упорядочения второй ступени . функционирование блоков 50 и 52, подачу тактовых импульсов с генератора 39 через элементы И 41 и ИЛИ 46 на счетчик 48, выдачу соответствующих кодов с блока 8 на блок 10, Блок 8 может быть выполнен, например, как спаренный блок памяти, обе половины которого идентичны и содержат те же значения коэффициентов разложения, Одна половина выдает двоичный код текущего коэффициента на выходы 27 по адресу, определяемому группой входов 25, а другая половина выдает код наибольшего к данному моменту упорядочения коэффициента в подгруппе на выходы 28 по адресу, определяемому состоянием регистра 11 адреса, В первый момент (первый такт работы счетчика 48) на входы 27 и 28 второго блока 10 сравнения кодов поступают идентичные коды коэффициента группы, записанного по первому адресу (следует различать

"номер" коэффициента, определяющий его положение в общем массиве и коэффициентов и "адрес коэффициента, определяющий его положение в группе и; элементов). Блок 10 выдает сигнал в случае, когда значение кода на входах 27 больше значения кода на входах 27, Таким образом, в первом такте блок 10 не выдаст сигнала и на втором такте будут сравниваться второй коэффициент (по входам 27) и первый коэффициент (по входам 28).

С каждым тактом работы счетчика 48 адрес коэффициента на вход-х 27 увеличивается на единицу, а при отсутствии сигнала с выхода блока 10, адрес, записанный в регистре ll остается неизменным, При срабатывании блока 10, которое вызывается превышением значения текущего коэффициента над значением сравниваемого, в регистр адреса записывается адрес текущего коэффициента (соответствующий состоянию счетчика 48), Таким образом, к концу процесса перебора всех п1 коэффициентов на выходах 28 присутствует значение наибольшего коэффициента в группе, а на выхо дах блока 9 — его номер, Когда сравнение по всем коэффициентам закончено, коды в счетчике 48 и регистре 47 совпадают, что фиксируется блоком 50 совпадения, Блок 50 совпадения представляет собой набор схем совпадения, входы каждой из которых соединены с

1492361

10 блок 52, Блок 50 выдает сигнал, по которому через элемент ИЛИ 49 счетчик 48 устанавливается в нулевое сос5

20

30

40 с выхода 32 устанавливается новое знаодноименными выходами счетчика 48 и регистра 47. Аналогично реализован и тояние, содержимое счетчика 51 увеличивается на единицу; с ныхода 33 блока 5 поступает разрешающий сигнал на кодер 12 и ключевую схему 13, по которому на выход 19 устройства поступает с блока 9 через кодер 12 номер максимального элемента в группе, а с блока 8 — значение этого коэффициента, Значение максимального коэффициента поступает также через ключевую схему 13 и формирователь 14 модулМ числа на сумматор 15 и далее на блок 16 сравнения, Сигнал с выхода 33 блока 5 поступает также на блок 8, где обнуляет содержимое этого блока по адресу максимального коэффициента.

Затем сигналом с выхода 38 блока 5 обнуляется содержимое регистра 11 адреса. Далее процесс повторяется, В результате упорядочиваются нсе коэффициентьi первой группы. Если в группе п коэффициентов, то для их полного упорядочения необходимо (п х n,) тактов работы. Выделение одного коэффициента требует п тактов, Полное упорядочение нсех коэффициентов группы требует и, циклов выделения, Это количество циклов обеспечивается счетчиком 51, После осуществления всех циклов содержимое счетчика 51 совпадает с кодом регистра 47, в результате чего с выхода блока 52 совпадения формируется сигнал, c6pa— сывающий счетчик 51, увеличивающий на единицу содержимое счетчика 54, чение кодового "окна" в регистре 7 и через элемент ИЛИ 44 устанавливается в единичное состояние триггер 45, Устройство переходит к первой ступени упорядочения; с генератора тактовых импульсов по разрешающему сигналу с триггера 45 через элемент И 40 на выход 30 блока 5 и далее через элемент ИЛИ 4 на счетчик 3 поступают тактовые импульсы и происходит пере6ор коэффициентов массива и "просеивание" их через второе по величине

"окно", После выделения второй группы происходит упорядочивание коэффициентов в ней и т.д.

Так поочередно на выход устройства поступают коэффициенты, упорядо45

55 ченные по величине ° Окончание общего цикла упорядочения происходит в двух случая, В первом случае сумма коэффициентов в сумматоре 15 соответствует требуемой точности преобразования, задаваемой шиной 20 до окончания перебора всех коэффициентов массива и вывода их получателю. При этом с выхода блока 16 сравнения на вход 36 блока 5 (на элемент ИЛИ 57) поступает сигнал, переводящий устройство в исходное состояние. Во втором случае после перебора всех элементов срабатывает дешифратор 55, по сигналу с которого устройство также устанавливается в исходное состояние. После этого процесс повторяется для нового массива коэффициентов, Формирователь 15 модуля числа может быть выполнен в виде аналогового преобразователя (ЦАП). Тогда сумматор янляется аналоговым, а блок сравнения — пороговым устройством, В этом случае соединения между ними осуществляются с помощью одного сигнального провода. 11!ина 20 также является в этом случае сигнальным проводом, В случае, если формирователь модуля числа — цифровое устройство (например, регистр, запоминающий последний коэффициент, в общем случае - со знаковым разрядом), то перечисленные устройства яв.1яются цифровыми и связь между ними осуществляется многопроводными шинами; такой же является и шина 20, Общее число проводов в шинах, содержащих двоичный код коэффициента (соотнетстнующее разрядности кода беэ учет3 знакового разряда), должно быть на единицу меньше числа кодовых

"окон" (т.е, разрядон регистра 7) для обеспечения "просеивания" любого значения коэффициента через совокупность

"окон", причем лишним является младший разряд "окна", Этот разряд может не подаваться на блок б с регистра 7 и, таким образом, при наименьшем "окне" (единица в младшем разряде 7, которая не подается в блок 6) подаваемое на блок 6 значение "окна" — нулевое, Счетчики 48 и 51 имеют емкость и, Гарантируя произвольное количество коэффициентов в любой группе массива коэффициентов, Счетчик 54 имеет емкость N — соответственно количеству кодовых окон

1492361

Формула иэобре1 ения

1. Адаптивное телеметрическое устройство, содержащее блок ввода коэффициентов, входы группы которого являются информационными входами устройства, выходы Группы блока ввода коэффициентов с информационными входами блока буферной памяти, к адресным входам которого подключены выходы счетчика, выходы блока буферной памяти соединены с входами первой группы первого блока сравнения кодов, регистр адреса, программно-временной блок, первый вход и выход которого подключены к выходу и установочному входу счетчика соответственно, блок ключей, выходы которого через последовательно соединенные формирователь 2р модуля числа и сумматор соединены с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого подключены к шине сигналов допуска, выход блока сравнения соединен с вто- 25 рым входом программно-временного блока, второй выход и выходы группы которого соединены соответственно с входом и входами группы регистра адреса, кодер, выход которого является 30 выходом устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены элемент ИЛИ, регистр сдвига, блок памяти коэффициентов, блок памяти номе- 3 ров коэффициентов и второй блок сравнения кодов, выход блока ввода коэффициентов соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подклю- . чен к счетному входу счетчика, выходы 4р группы которого соединены с информационными входами блока памяти номеров коэффициентов, адресные входы которого объединены с первыми адресными входами блока памяти коэффициентов и 45 подключены к выходам группы программно-временного блока, выход первого блока сравнения кодов соединен с уп равляющими входами блока буферной памяти и блока памяти номеров коэффици- 5 ентов, с первым управляющим входом блока памяти коэффициентов и третьим входом программно-временного блока, выходы первой и второй групп блока памяти. коэффмциентов соединены соответственно с входами первой и второй групп второго блока сравнения кодов, выход которого подключен к входу регистра адреса, выходы которого соединены с вторыми адресными входами блока памяти коэффициентов, второй и третий управляющие входы которого подключены к третьему и четвертому входам программно-временного блока соответственно, выходы блока памяти номеров коэффициентов соединены с входами первой группы кодера, входы второй группы которого объединены с одноименными входами группы блока ключей и подключены к выходам второй группы блока памяти коэффициентов, вход кодера объединен с входом блока ключей и соединен с четвертым входом программно-временного блока, первый и пятый выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам регистра сдвига, выходы которого соединены с входами второй группы первого блока сравнения кодов, выходы блока буферной памяти подключены к информационным входам блока памяти коэффициентов, второй вход элемента ИЛИ соединен с шестым выходом программно-временного блока, седьмой выход которого подключен к входу блока ввода коэффициентов, восьмой вход программно-временного блока является входом начальной установки устройства, 2, Устройство по п,l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что программновременной блок содержит .генератор тактовых импульсов, элементы И, элементы ИЛИ, счетчики, RS-триггеры, регистр, дешифратор и элементы сравнения, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с прямым выходом первого RS-триггера, S-вход которого объединен с К-входом второго RS-триггера, первыми входами первого элемента ИЛИ и регистра и является первым входом блока, выход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами с третьего по седьмой элементов ИЛИ и вторым входом первого элемента ИЛИ и является первым выходом блока, выходы третьего и четвертого элемента ИЛИ подключены соответственно и R-входу первого RS-триггера и

S-входу второго RS-триггера, прямой и инверсный выходы второго RS-триггера соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента И подключен к первому входу восьмого

1492361

Фиг. 2

Составитель З.Ниэамутдинова

Техред А. Кравчук Корректор О.Ципле

Редактор Г,Волкова

Заказ 3879/51 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,1 1 ю 1!

Г а 1О1 элемента ИЛИ, выход которого и выхоД первого элемента ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами первого счетчика, выходы которого подключены к входам группы регистра и и первого элемента сравнения и являются выходами группы блока, инверсный выход второго RS-триггера соединен с входами первого и второго элементов сравнения и является третьим выходом блока, выход первого элемента сравнения подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, первому входу второго счетчика, второму входу седьмого элемента ИЛИ и является четвертым выходом блока, выход второго элемента сравнения соединен с первым входом третьего счетчика, вторым входом четвертого и пятого элементов

ИЛИ и является пятым выходом блока> выходы регистра подключены к соответствуюШим входам первой группы первого и второго элементов сравнения, выходы пятого и шестого элементов ИЛИ соединены с вторыми входами второго и третьего счетчиков, выходы которых соединены соответственно с входами первой группы второго элемента срав» нексия и одноименными входами дешифра1р тора, выход которого подключен к вторым входам шестого и третьего элементов ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ является входом начальной уста. новки блока, вторые входы соответст15 венно второго и восьмого элементов

ИЛИ являются вторым и третьим входами блока, выход первого элемента И и инверсный выход первого RS-триггера являются соответственно шестым и седьмым выходами блока, выход седьмого элемента ИЛИ является вторым выходом блока,