Устройство для вычисления коэффициентов-фурье

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФУРЬЕ, содержащее регистры действительных и мнимых частей первого и второго операндов и весовых коэффициентов, информационные входы которых являются информационными вход с1МИ устройства, а выходы этих регистров подключены к соответствующим информационным входам арифметического блока, управляющий вход которого является управлякяпим входом устройства, элемент ИЛИ, отличающе е-с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит два сумматора по модулю два .и два триггера,причем первая и вторая . группы выходов арифметического блока являются параллельными выходами действительной и мнимой .частей результата устройства, выходы знакового и дополнительного разрядов первой группы выходов арифметического блока подключены к входам первого сумматора по модулю два, выходы знакового и дополнительного разрядов второй группы выходов арифметического блока подключены к входам второго сумматора по модулю два, выходы первого и второго сумматоров по Модулю два через элемент ИЛИ подключены к в1ходу первого триггера, выход первого триггера подключён к входу второго .триггера, выход второго триггера подключен к входам управления сдвигом регистров действительных и мнимых частей первого и второго операндов. 2. Устройство .по П.1, отличающееся тем, что арифметический блок состоит из четырех умножителей , двух сумматоров-вычитателей , сумматора и вычитателя, причем суммирующие входы первого к второго сумматоров-:вычитателей являются входами действительной и мнимой частей первого операнда арифметического блока, первые входы первого и второго умножителей являются входами действительной и МНИМОЙ Частей второго операнда арифметического блока, вторые входы первого и второго умножителей являются входами действитель (Л ной и мнимой частей весового коэффициента арифметического блока, первый вход третьего умножителя соединен с первым входом первого умножителя , второй вход третьего умножите- 2 ля соединен с вторым входом второго умножителя, первый вход четвертого умножителя соединен с первьвд входом D 4:: второго умножителя, второй-вход четвертого умножителя соединен с вторым входом первого умножителя, вы ходы первого и вторюго умножителей подключены соответственно к cyhWHhO О рукхцему и вычита кнцему входам вычитателя , выходы третьего и четвертого умножителей подключены ко входгии сумматора, выходы вычитателя и сумматора подключены к вычитающим входам первого и второго сумматоров-вычитателей соответственно, выходы разрядов первого и второго сумматороввычитателей образуют первую и вторую группы выходов арифметического блока соответственно, управляющие входы первого и.второго cyNaiaторов-вычитателей соединены с управляющим входом арифметического блока.,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09> (10 л)(д) 5 06 15/332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; -:в

" ему

Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I (21) 3464728/18-25 (22.) 05. 07 . 8 2 (46) 23. 10. 83. Бюл.. Р 39 (72) A.ß.Íèêoëàåâ. и О.Г.Петкау " (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 736113, .кл. 5 06 F 15/332, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР . 9 648989, кл.606 F 15/332, 1977 (про тотип) . (54) (5731.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕЧИСЛЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТОВ ФУРЬЕ, содержащее регистры действительных и мнимых частей первого и второго операндов и весовых коэффициентов, информационные входы которых являются информационными входами устройства, а выходы этих регистров подключены к соответствующим информационньм входам арифметического блока, управляющий: вход которого является управляющим входом устройства, элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью упрощения устройства, оно содержит два сумматора по модулю два ., и два триггера, причем. первая и вторая:;: группы выходов арифметического бло- ка являются параллельными выходами действительной и мнимой, частей результата устройства, выходы знакового и . дополнительного разрядов первой группы выходов арифметического блока под+ ключены к входам первого сумматора,. по модулю два,.выходы знакового и дополнительного разрядов второй группы выходов арифметического блока подключены к входам второго суммато-, ра по модулю два, выходы первого и;. второго сумматоров по модулю два чЕ-рез элемент ИЛИ подключены к входу -. первого триггера, выход первого триггера подключен к входу второго ,триггера, выход второго триггера подключен к входам управления сдви-, гом регистров действижельных и мнимых частей первого и второго операндов.

2. Устройство,по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что арифметический блоК состоит из четырех умножителей, двух сумматоров-вычитателей, сумматора и вычитателя, причем суммирующие входы первого и второго сумматоров-:вычнтателей. являются ! входами действительной и мнимой частей первого операнда. арифметического блока, первые входы первого и второго умножителей являются входами действительной и мнимой частей второго операнда арифметического блока втоO рые входы первого и второго умножи- g телей являются входами действительной и мнимой частей весового коэффициента арифметического блока, первый вход третьего умножителя соединен с первьм входом первого умножителя, вторбй вход третьего умножителя соединен с вторьм входом второго . умножителя, первый вход четвертого умножителя соединен с первьщ входом второго умножителя, второй .вход четвертого умножителя соединен с вторьм входом первого умножителя, выходы первого и второго умиожителей подключены соответственно к суье ирующему и вычитающему входам вычитателя, выходы-третьего и четвертого умножителей подключены ко входам сумматора, выходы вычитателя и сумматора подключены к вычитающим входам первого и второго сумматоров-вычитателей соответственно, выходы разря- фв дов первого и второго сумматороввычитателей образуют первую и вторую группы выходов арифметического блока соответственно, управляющие входы .первого и второго сумматоров-вычитателей соединены с управлякщим входом арифметического блока., 1049920

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано для вычисления коэффициентов Фурье при цифровой обработке сигналов.

Ъ

Известно устройство для вычисления коэффициентов Фурье, содержащее множительные блоки, сумматоры, регистры и вычисляющее коэффициенты

Фурье с представлением операндов в формате с фиксированной запятой и автоматическим масштабированием ) 1, .

Наиболее близким к иэобретению техническим решением является устройство для вычисления коэффициентов Фурье, содержащее регистры действительной и мнимой частей первого и второго операндов и весового коэффициента, арифметический блок, элемент ИЛИ, а также два дополнительных регистра, В этом устройстве при вычислении коэффициентов Фурье .в формате с фиксированной запятой применяется условное масштабирова.ние, основанное на прогнозировании переполнения P2) .

Недостатком известных устройств является их сложность, обусловленная неполным использованием возможностей условного масштабирования и, как следствие, повышенной разрядностью используемых блоков.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем,,что устройство для вычисления коэффициентов Фурье, включающее регистры действительных и мнимых частей первого и второго операндов и весовых коэффициентов,информационные входы которых являются информационными входами устройства, а выходы этих регистров подключены к соответствующим информационным входам арифметического блока, управляющий вход которого является управляющим входом устройства, элемент ИЛИ, содержит два сумматора по модулю два и два триггера, причем первая и вторая группы выходов арифметического блока являются параллельными выходами действительной и мнимой частей результата устройства, выходы знакового и дополнительного разрядон первой группы выходов арифметического блока подключены к входам перного сумматора по модулю дна, выходы знакового и дополнительного разрядов второй группы выходов арифметического блока подключены к входам второго сумматора по модулю дна, выходы первого и второго сумматоров по модулю два через элемент ИЛИ подключены к входу первого триггера, выход первого триггера подключен к входу второго триггера, выход второго триггера подключен к входам уп65 равления сдвигом регистров действительных и мнимых частей первого и второго операндов.

Кроме того, арифметический блок состоит из четырех умножителей, двух

5 сумматоров-вычитателей, сумматора и вычитателя, причем суммирующие входы первого и второго сумматороввычитателей являются входами действительной и мнимой частей первого

10 операнда арифметического блока, первые входы первого и второго умножителей являются входами действительной и мниМой частей второго операнда арифметического блока, нто 5 Рые входы первого и второго умножителей являются входами действительной и мнимой частей несового коэффициента арифметического блока, первый вход третьего умножителя соединен с первым входом первого умножителя., второй вход третьего умножителя соединен с вторым входом второго умножителя, первый вход четвертого умножителя соединен с первьм . входом второго умножителя, второй вход четвертого умножителя соединен с вторым входом первого умножителя, выходы первого и второго умножителей подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам вычитате-ЗО ля, выходы третьего и четвертого умножителей подключены к входам сумматора, выходы вычитателя и сумматора подключены к вычитающим входам первого и второго сумматоров-вычитателей

35 соответственно, выходы разрядов первого и второго сумматоров-вычитателей

-образуют первую и вторую группы выходов арифметического блока соответственно, управляющие нходы первого

4р и второго сумматоров-вычитателей соединены с управляющим входом арифме.тического блока.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, на

45 фиг. 2 — функциональная схема арифметического блока.

Устройство содержит Регистры 1-4 действительных и мнимьи частей первого и второго операндов и регистры

5-б весовых коэффициентон, арифметический блок 7, сумматоры 8,и 9 по модулю дна, элемент ИЛИ 10, триггеры 11 и 12, информационные входы 13-18, выходы 19 и 20.

Лрифметический блок 7 состоит из умножителей 21-24, вычитателя

25, сумматора 26, сумматоров-вычитателей 27 и 28 и имеет управляющий нход 29, информациокные входы

30-35 и выходы 36 и 37.

60 Устройство выполняет операции вида

A„,„=A,+ В;а,, 84+1= Д1-8 чЧ1

1049920!

Предлагаемое устройство при одинаковом динамическом диапазоне входного сигнала требует меньшей разрядности используемых блоков по сравнеЗ5 нию с известными и, следовательно, имеет более простую конструкцию. где А1, В, — коплексные операнды;

4< — комплексный весовой коэффициент.

Устройство для вычисления коэффициентов Фурье работает следующим . образом.

Перед вычислениями производится установка триггеров 11 и 12 и ре.гистров 1-6 в нулевое состояние.

На входы устройства 13-18 поступают действительные и мнимые части. первого и второго операндов весового коэффициента и записываются в регистры 1-6. Регистры 1-4 оснащены цепями сдвига, и при наличии логической единицы на их управлякщих входах производится сдвиг действительной и мнимой частей первого и второго операндов на один разряд вправо, т.е. производится масштабирование. С выходов регистров 1-6 операнды подаются в арифметический блок 7, который вычисляет основную базовую операцию (1). Результаты вычислений A и и поочередно выделяются на выходы устройства. В это время на сумматорах 8 и 9 анализируют ся знаковый и дополнительны разряды действительной и мнимой частей результатов A и В. Дополнительный разряд формируется в арифметическом блоке 7 и является переносом из знакового разряда действительной и мнимой частей результата соответст» венно.

Если на выходе любого сумматора 8 и 9 появляется логическая единица, то это свидетельствует о наличии переполнения, т.е. о,необходимости последукщего масштабирования. Появившийся сигнал через элемент ИЛИ 10 записывается в первый триггер 11 по информационному единичному входу. Единичные сигналы, появившиеся на выходе сумматоров 8 и 9, при вычислении последуюших основных операций в интерации лишь подтверждают единичное состояние триггера 11 и тем самым О указывают на необходимость масштабирования на следукщей интерации.

По окончании интерапии содержимое триггера 11 переписывается в триггер

12, а триггер 11 устанавливается в

15 нулевое состояние. Единичное состояние триггера 12 свидетельствует о необходимости масштабирования на данной интерации. Выход триггера 12 соединен с управляющими входами ре-!

2О гистров 1-4. Единичный сигнал на управлякщих входах регистров 1-4 включает цепи сдвига на один разряд вправо. Таким образом операнды, подаваемые на регистры 1-4, сдвигаются, т.е. масштабируются, и в таком виде подаются на первую группу входов 30-33 арифметического блока 7 для участия в последующих вычислениях. Этот процесс повторяется до окончания вычисЗО ления коэффициентов Фурье. 1049920

Составитель Б. Байков

Редактор О.Бугир ТехредМ.Гергель Корректор Г.Решетник

° б

Заказ 8428/47 . ТиРаж 706 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r Óæãîðîä, ул.Проектная,4